JP4432902B2 - Decoding apparatus and method, program, recording / reproducing apparatus and method, and reproducing apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、復号装置および方法、プログラム、記録再生装置および方法、並びに、再生装置および方法に関し、特に、環R上線形符号により符号化した符号化データを復号する場合に用いて好適な、復号装置および方法、プログラム、記録再生装置および方法、並びに、再生装置および方法に関する。 The present invention is a decoding apparatus and method, a program, a recording and reproducing apparatus and method, and relates to reproducing apparatus and method, in particular, suitable for use when decoding the encoded data encoded by the ring R onto linear code, decoding The present invention relates to an apparatus and method , a program, a recording / reproducing apparatus and method, and a reproducing apparatus and method.
近年、例えば、移動体通信や深宇宙通信といった通信分野、及び地上波又は衛星ディジタル放送といった放送分野の研究が著しく進められているが、それに伴い、誤り訂正符号化及び復号の効率化を目的として符号理論に関する研究も盛んに行われている。 In recent years, for example, the field of communication such as mobile communication and deep space communication and the field of broadcasting such as terrestrial or satellite digital broadcasting have been remarkably advanced. Research on coding theory is also actively conducted.
符号性能の理論的限界としては、いわゆるシャノン(C. E. Shannon)の通信路符号化定理によって与えられるシャノン限界が知られている。符号理論に関する研究は、このシャノン限界に近い性能を示す符号を開発することを目的として行われている。近年では、シャノン限界に近い性能を示す符号化方法として、例えば、並列連接畳み込み符号(PCCC(Parallel Concatenated Convolutional Codes))や、縦列連接畳み込み符号(SCCC(Serially Concatenated Convolutional Codes))といった、いわゆるターボ符号化(Turbo coding)と呼ばれる手法が開発されている。また、これらのターボ符号が開発される一方で、古くから知られる符号化方法である低密度パリティ検査符号(Low Density Parity Check codes)(以下、LDPC符号という)が脚光を浴びつつある。 As the theoretical limit of code performance, the Shannon limit given by the so-called Shannon (C. E. Shannon) channel coding theorem is known. Research on code theory is being conducted with the goal of developing codes that exhibit performance close to the Shannon limit. In recent years, as a coding method showing performance close to the Shannon limit, for example, so-called turbo codes such as parallel concatenated convolutional codes (PCCC (Parallel Concatenated Convolutional Codes)) and tandem concatenated convolutional codes (SCCC) A technique called Turbo coding has been developed. While these turbo codes are being developed, low density parity check codes (hereinafter referred to as LDPC codes), which is an encoding method that has been known for a long time, are attracting attention.
LDPC符号は、R. G. Gallagerによる「R. G. Gallager, "Low Density Parity Check Codes", Cambridge, Massachusetts: M. I. T. Press, 1963」において最初に提案されたものであり、その後、「D. J. C. MacKay, "Good error correcting codes based on very sparse matrices", Submitted to IEEE Trans. Inf. Theory, IT-45, pp. 399-431, 1999」や、「M. G. Luby, M. Mitzenmacher, M. A. Shokrollahi and D. A. Spielman, "Analysis of low density codes and improved designs using irregular graphs", in Proceedings of ACM Symposium on Theory of Computing, pp. 249-258, 1998」等において再注目されるに至ったものである。 The LDPC code was first proposed in "RG Gallager," Low Density Parity Check Codes ", Cambridge, Massachusetts: MIT Press, 1963 by RG Gallager, and then" DJC MacKay, "Good error correcting codes based on very sparse matrices ", Submitted to IEEE Trans. Inf. Theory, IT-45, pp. 399-431, 1999" and "MG Luby, M. Mitzenmacher, MA Shokrollahi and DA Spielman," Analysis of low density codes and improved designs using irregular graphs ", in Proceedings of ACM Symposium on Theory of Computing, pp. 249-258, 1998".
LDPC符号は、近年の研究により、ターボ符号等と同様に、符号長を長くしていくにしたがって、シャノン限界に近い性能が得られることがわかりつつある。また、LDPC符号は、最小距離が符号長に比例するという性質があることから、その特徴として、ブロック誤り確率特性がよく、さらに、ターボ符号等の復号特性において観測される、いわゆるエラーフロア現象が殆ど生じないことも利点として挙げられる。 Recent studies have shown that LDPC codes can achieve performance close to the Shannon limit as the code length is increased, similar to turbo codes and the like. In addition, since the LDPC code has the property that the minimum distance is proportional to the code length, its characteristic is that the block error probability characteristic is good, and furthermore, the so-called error floor phenomenon observed in the decoding characteristic such as turbo code is observed. An advantage is that it hardly occurs.
以下、このようなLDPC符号について具体的に説明する。なお、LDPC符号は、線形符号であり、必ずしも2元である必要はないが、ここでは、2元であるものとして説明する。 Hereinafter, such an LDPC code will be specifically described. Note that the LDPC code is a linear code and does not necessarily need to be binary, but will be described here as being binary.
LDPC符号は、そのLDPC符号を定義する検査行列(parity check matrix)が疎なものであることを最大の特徴とするものである。ここで、疎な行列とは、行列のコンポーネントの"1"の個数が非常に少なく構成されるものであり、疎な検査行列をHで表すものとすると、そのような検査行列としては、例えば、図1に示されるHLDPCように、各行のハミング重み("1"の数)(weight)が"2"であり、且つ、各列のハミング重みが"4"であるもの等がある。 The LDPC code is characterized by the fact that the parity check matrix that defines the LDPC code is sparse. Here, the sparse matrix is configured so that the number of "1" of the matrix components is very small. If the sparse check matrix is represented by H, as such a check matrix, for example, As shown in H LDPC shown in FIG. 1, the Hamming weight (number of “1” s) of each row is “2” and the Hamming weight of each column is “4”.
このように、各行及び各列のハミング重みが一定である検査行列Hによって定義されるLDPC符号は、レギュラーLDPC符号と称される。一方、各行及び各列のハミング重みが一定でない検査行列Hによって定義されるLDPC符号は、イレギュラーLDPC符号と称される。 Thus, an LDPC code defined by a parity check matrix H in which the Hamming weight of each row and each column is constant is referred to as a regular LDPC code. On the other hand, an LDPC code defined by a parity check matrix H in which the Hamming weight of each row and each column is not constant is referred to as an irregular LDPC code.
このようなLDPC符号による符号化は、検査行列Hに基づいて生成行列Gを生成し、この生成行列Gを2元の情報メッセージに対して乗算することによって符号語を生成することで実現される。具体的には、LDPC符号による符号化を行う符号化装置は、まず、検査行列Hの転置行列HTとの間に、式GHT=0が成立する生成行列Gを算出する。ここで、生成行列Gが、k×n行列である場合には、符号化装置は、生成行列Gに対してkビットからなる情報メッセージ(ベクトルu)を乗算し、nビットからなる符号語c(=uG)を生成する。この符号化装置によって生成された符号語は、値が"0"の符号ビットが"+1"に、値が"1"の符号ビットが"1"にといったようにマッピングされて送信され、所定の通信路を介して受信側において受信されることになる。 Such an LDPC code encoding is realized by generating a generator matrix G based on the check matrix H and generating a codeword by multiplying the binary information message by the generator matrix G. . Specifically, the encoding device which performs encoding by LDPC codes, first, between the transposed matrix H T of the parity check matrix H, calculates a generator matrix G which formula GH T = 0 is established. Here, when the generator matrix G is a k × n matrix, the encoding device multiplies the generator matrix G by an information message (vector u) consisting of k bits, and a codeword c consisting of n bits. (= UG) is generated. The code word generated by this encoding device is mapped and transmitted such that the sign bit with the value “0” is “+1” and the sign bit with the value “1” is “1”. Is received on the receiving side via the communication path.
一方、LDPC符号の復号は、Gallagerが確率復号(Probabilistic Decoding)と称して提案したアルゴリズムであって、バリアブルノード(variable node(メッセージノード(message node)ともいう。))と、チェックノード(check node)とからなる、いわゆるタナーグラフ(Tanner graph)上での確率伝播(belief propagation)によるメッセージ・パッシング・アルゴリズムによって行うことが可能である。ここで、以下、適宜、バリアブルノードとチェックノードを、単に、ノードともいう。 On the other hand, decoding of an LDPC code is an algorithm proposed by Gallager called probabilistic decoding (Probabilistic Decoding), which is a variable node (also called a message node) and a check node (check node). ) And a message passing algorithm based on belief propagation on a so-called Tanner graph. Here, hereinafter, the variable node and the check node are also simply referred to as nodes as appropriate.
例えば、図1に示されるパリティ検査行列HLDPCは、図2に示されるようなタナーグラフによって表される。図2のタナーグラフは、図1のパリティ検査行列HLDPCの各列をバリアブルノード、各行をチェックノードとし、パリティ検査行列HLDPCの値が「1」のi行j列の要素に対して、j番目のバリアブルノードとi番目のチェックノードをエッジ(edge)としてつないでいる。 For example, the parity check matrix H LDPC shown in FIG. 1 is represented by a Tanner graph as shown in FIG. In the Tanner graph of FIG. 2, each column of the parity check matrix H LDPC of FIG. 1 is a variable node, each row is a check node, and an element of i rows and j columns with a parity check matrix H LDPC value of “1” is The jth variable node and the ith check node are connected as edges.
しかしながら、確率復号においては、各ノード間で受け渡されるメッセージが実数値であることから、解析的に解くためには、連続した値をとるメッセージの確率分布そのものを追跡する必要があり、非常に困難を伴う解析を必要とすることになる。そこで、Gallagerは、LDPC符号の復号アルゴリズムとして、アルゴリズムA又はアルゴリズムBを提案している。 However, in probabilistic decoding, since the message passed between each node is a real value, in order to solve it analytically, it is necessary to track the probability distribution itself of messages that take consecutive values. It will require analysis with difficulty. Therefore, Gallager has proposed algorithm A or algorithm B as a decoding algorithm for LDPC codes .
LDPC符号の復号は、一般的には、図3に示すような手順にしたがって行われる。なお、ここでは、受信値(受信した符号系列)をU0(u0i)とし、チェックノードから出力されるメッセージをujとし、バリアブルノードから出力されるメッセージをviとする。また、ここでは、メッセージとは、値の"0"らしさを、いわゆる対数尤度比(log likelihood ratio)で表現した実数値である。 The decoding of the LDPC code is generally performed according to a procedure as shown in FIG. Here, the received value (received code sequence) is U 0 (u 0i ), the message output from the check node is u j, and the message output from the variable node is v i . Further, here, the message is a real value expressing the value of “0” as a so-called log likelihood ratio.
まず、LDPC符号の復号においては、図3に示すように、ステップS1において、受信値U0(u0i)が受信され、メッセージujが"0"に初期化されるとともに、繰り返し処理のカウンタとしての整数をとる変数kが"0"に初期化され、ステップS2に進む。ステップS2において、受信値U0(u0i)に基づいて、式(1)に示す演算(バリアブルノードの演算)を行うことによってメッセージviが求められ、さらに、このメッセージviに基づいて、式(2)に示す演算(チェックノードの演算)を行うことによってメッセージujが求められる。 First, in decoding of an LDPC code, as shown in FIG. 3, in step S1, a received value U 0 (u 0i ) is received, a message u j is initialized to “0”, and a counter for repetition processing is performed. The variable k taking an integer is initialized to “0”, and the process proceeds to step S2. In step S2, based on the received value U 0 (u 0i ), the message v i is obtained by performing the calculation shown in Expression (1) (variable node calculation). Further, based on this message v i , The message u j is obtained by performing the calculation (check node calculation) shown in Expression (2).
ここで、式(1)と式(2)におけるdvとdcは、それぞれ、検査行列Hの縦方向(列)と横方向(行)の"1"の個数を示す任意に選択可能とされるパラメータであり、例えば、(3,6)符号の場合には、dv=3,dc=6となる。 Here, d v and d c in Equation (1) and Equation (2) can be arbitrarily selected to indicate the number of “1” s in the vertical direction (column) and horizontal direction (row) of the parity check matrix H, respectively. For example, in the case of a (3, 6) code, d v = 3 and d c = 6.
なお、式(1)または(2)の演算においては、それぞれ、メッセージを出力しようとする枝(edge)(バリアブルノードとチェックノードとを結ぶ線)から入力されたメッセージを、和または積演算のパラメータとしては用いないことから、和または積演算の範囲が、1乃至dv-1または1乃至dc-1となっている。また、式(2)に示す演算は、実際には、2入力v1,v2に対する1出力で定義される式(3)に示す関数R(v1,v2)のテーブルを予め作成しておき、これを式(4)に示すように連続的(再帰的)に用いることによって行われる。 It should be noted that in the calculation of the expression (1) or (2), a message input from an edge (a line connecting a variable node and a check node) to which a message is to be output is converted into a sum or product operation, respectively. Since it is not used as a parameter, the range of the sum or product operation is 1 to d v −1 or 1 to d c −1. In addition, the calculation shown in equation (2) actually creates a table of function R (v 1 , v 2 ) shown in equation (3) defined by one output for two inputs v 1 and v 2 in advance. This is done by using it continuously (recursively) as shown in equation (4).
ステップS2では、さらに、変数kが"1"だけインクリメントされ、ステップS3に進む。ステップS3では、変数kが所定の繰り返し復号回数Nよりも大きいか否かが判定される。ステップS3において、変数kがNよりも大きくないと判定された場合、ステップS2に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。 In step S2, the variable k is further incremented by “1”, and the process proceeds to step S3. In step S3, it is determined whether or not the variable k is larger than a predetermined iterative decoding count N. If it is determined in step S3 that the variable k is not greater than N, the process returns to step S2, and the same processing is repeated thereafter.
また、ステップS3において、変数kがNよりも大きいと判定された場合、ステップS4に進み、式(5)に示す演算を行うことによって最終的に出力する復号結果としてのメッセージviが求められて出力され、LDPC符号の復号処理が終了する。 On the other hand, if it is determined in step S3 that the variable k is larger than N, the process proceeds to step S4, and a message v i as a decoding result to be finally output is obtained by performing the calculation shown in the equation (5). And the LDPC code decoding process ends.
ここで、式(5)の演算は、式(1)の演算とは異なり、バリアブルノードに接続している全ての枝からの入力メッセージを用いて行われる。 Here, unlike the operation of equation (1), the operation of equation (5) is performed using input messages from all branches connected to the variable node.
このようなLDPC符号の復号は、例えば(3,6)符号の場合には、図4に示すように、各ノード間でメッセージの授受が行われる。なお、図4における"="で示すノード(バリアブルノード)では、式(1)に示した演算が行われ、"+"で示すノード(チェックノード)では、式(2)に示した演算が行われる。特に、アルゴリズムAにおいては、メッセージを2元化し、"+"で示すノードにて、dc-1個の入力メッセージの排他的論理和演算を行い、"="で示すノードにて、受信値Rに対して、dv-1個の入力メッセージが全て異なるビット値であった場合には、符号を反転して出力する。 For example, in the case of a (3, 6) code, such an LDPC code is decoded as shown in FIG. In FIG. 4, the node indicated by “=” (variable node) performs the calculation shown in Expression (1), and the node indicated by “+” (check node) performs the calculation shown in Expression (2). Done. In particular, in algorithm A, the message is binarized, and the exclusive OR operation of d c −1 input messages is performed at the node indicated by “+”, and the received value is obtained at the node indicated by “=”. For R, if d v −1 input messages all have different bit values, the sign is inverted and output.
また、一方で、近年、LDPC符号の復号の実装法に関する研究も行われている。実装方法について述べる前に、まず、LDPC符号の復号を摸式化して説明する。 On the other hand, in recent years, research on an implementation method for decoding an LDPC code is also being conducted. Before describing the mounting method, first, decoding of an LDPC code will be schematically described.
図5は、(3,6)LDPC符号(符号化率1/2、符号長12)の検査行列(parity check matrix)の例である。LDPC符号の検査行列は、図6のように、タナーグラフを用いて書き表すことができる。ここで、図6において、"+"で表されるのが、チェックノードであり、"="で表されるのが、バリアブルノードである。チェックノードとバリアブルノードは、それぞれ、検査行列の行と列に対応する。チェックノードとバリアブルノードとの間の結線は、枝(edge)であり、検査行列の"1"に相当する。即ち、検査行列の第j行第i列のコンポーネントが1である場合には、図6において、上からi番目のバリアブルノード("="のノード)と、上からj番目のチェックノード("+"のノード)とが、枝により接続される。枝は、バリアブルノードに対応する符号ビットが、チェックノードに対応する拘束条件を持つことを表わす。なお、図6は、図5の検査行列のタナーグラフとなっている。
FIG. 5 is an example of a parity check matrix of a (3, 6) LDPC code (
LDPC符号の復号方法としては、サムプロダクトアルゴリズム(Sum Product Algorithm)がある(例えば、「和田山正、”低密度パリティ検査符号とsum-productアルゴリズムについて"、[online]、平成13年6月22日、岡山県立大学、[平成15年5月19日検索]、インターネット,<URL:http://vega.c.oka-pu.ac.jp/~wadayama/pdf/LDPC.pdf>」参照)。 As a decoding method of the LDPC code, there is a Sum Product Algorithm (for example, “Masawa Wadayama,“ About Low Density Parity Check Code and Sum-Product Algorithm ”, [online], June 22, 2001). Japan, Okayama Prefectural University, [May 19, 2003 search], Internet, <URL: http: //vega.c.oka-pu.ac.jp/~wadayama/pdf/LDPC.pdf> ") .
このサムプロダクトアルゴリズムでは、バリアブルノードの演算とチェックノードの演算とが繰り返し行われる。 In the thumb product algorithm, the variable node calculation and the check node calculation are repeatedly performed.
バリアブルノードでは、図7のように、式(1)の演算(バリアブルノード演算)を行う。すなわち、図7において、計算しようとしている枝に対応するメッセージviは、バリアブルノードに繋がっている残りの枝からのメッセージu1およびu2と、受信情報u0iを用いて計算される。他の枝に対応するメッセージも同様に計算される。 In the variable node, as shown in FIG. 7, the calculation of Expression (1) (variable node calculation) is performed. That is, in FIG. 7, the message v i corresponding to the branch to be calculated is calculated using the messages u 1 and u 2 from the remaining branches connected to the variable node and the reception information u 0i . Messages corresponding to other branches are similarly calculated.
次に、チェックノードの演算について説明する前に、式(2)を、式a×b=exp{ln(|a|)+ln(|b|)}×sign(a)×sign(b)の関係を用いて、式(6)のように書き直す。但し、sign(x)は、x≧0のとき1であり、x<0のとき-1である。 Next, before describing the operation of the check node, the expression (2) is changed into the expression a × b = exp {ln (| a |) + ln (| b |)} × sign (a) × sign (b) Using the relationship, the expression is rewritten as Equation (6). However, sign (x) is 1 when x ≧ 0, and −1 when x <0.
更に、x≧0において、φ(x)=ln(tanh(x/2))と定義すると、φ-1(x)=2tanh-1(e-x)であるから、式(6)は、式(7)のように書くことができる。 Furthermore, when x ≧ 0 and φ (x) = ln (tanh (x / 2)) is defined, φ −1 (x) = 2 tanh −1 (e −x ), so equation (6) is It can be written as equation (7).
チェックノードでは、図8のように、式(7)の演算(チェックノード演算)を行う。すなわち、図8において、計算しようとしている枝に対応するメッセージujは、チェックノードに繋がっている残りの枝からのメッセージv1,v2,v3,v4,v5を用いて計算される。他の枝に対応するメッセージも同様に計算される。 In the check node, as shown in FIG. 8, the calculation of Expression (7) (check node calculation) is performed. That is, in FIG. 8, the message u j corresponding to the branch to be calculated is calculated using the messages v 1 , v 2 , v 3 , v 4 , v 5 from the remaining branches connected to the check node. The Messages corresponding to other branches are similarly calculated.
なお、関数φ(x)は、φ(x)=ln((ex+1)/(ex-1))とも表すことができ、x>0において、φ(x)=φ-1(x)である。関数φ(x)およびφ-1(x)をハードウェアに実装する際には、LUT(Look Up Table)を用いて実装される場合があるが、両者共に同一のLUTとなる。 The function φ (x) can also be expressed as φ (x) = ln ((e x +1) / (e x −1)). When x> 0, φ (x) = φ −1 ( x). When the functions φ (x) and φ −1 (x) are mounted on hardware, they may be mounted using a LUT (Look Up Table), but both are the same LUT.
サムプロダクトアルゴリズムをハードウェアに実装する場合、式(1)で表されるバリアブルノード演算および式(7)で表されるチェックノード演算とを、適度な回路規模と動作周波数で繰り返し行うことが必要である。 When the thumb product algorithm is implemented in hardware, it is necessary to repeatedly perform the variable node calculation represented by Expression (1) and the check node calculation represented by Expression (7) with an appropriate circuit scale and operating frequency. It is.
また、このようなサムプロダクトアルゴリズムを適用したLDPC符号の演算コストの算出方法も広く知られている(例えば、「Matthew C.Davey, David J C MacKay"Low Density Parity Check Codes over GF(q)"」参照)。 In addition, a calculation method of the calculation cost of an LDPC code using such a sum product algorithm is also widely known (for example, “Matthew C. Davey, David JC MacKay“ Low Density Parity Check Codes over GF (q) ””). reference).
以上のようにサムプロダクトアルゴリズム(SPA)を適応して良い復号性能を得るには、パリティ検査行列が低密度である必要がある。 As described above, in order to obtain good decoding performance by applying the sum product algorithm (SPA), the parity check matrix needs to be low density.
また、その他の一般の線形符号、例えば、リードソロモン(Reed Solomon)符号等のパリティ検査行列Hは、定義体の原始根をαとした場合、図9のように表される。図9に示されるように、線形符号のパリティ検査行列Hは、一般に低密度ではない。このような低密度でないリードソロモン符号には、ユークリッド(Euclid)のアルゴリズム等を用いた復号(以下、通常復号と称する)が行われる。 In addition, a parity check matrix H such as another general linear code, for example, a Reed Solomon code, is represented as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the parity check matrix H of the linear code is generally not low density. Such a non-low-density Reed-Solomon code is subjected to decoding (hereinafter referred to as normal decoding) using an Euclid algorithm or the like.
図10は、リードソロモン符号を用いて誤り訂正を行う誤り訂正システムの構成例を示すブロック図である。図10に示される誤り訂正システムは、例えば、ディジタルテレビ等のディジタル通信システムに用いられるシステムである。 FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of an error correction system that performs error correction using a Reed-Solomon code. The error correction system shown in FIG. 10 is a system used in a digital communication system such as a digital television.
図10の誤り訂正システムにおいては、送信側である符号化装置10より送信されたディジタル情報が、例えばインターネットに代表される通信路21を介して、受信側である復号装置30に供給される。
In the error correction system of FIG. 10, digital information transmitted from the
符号化装置10は、外部より供給された送信用のディジタル情報を、リードソロモン符号を用いて符号化するリードソロモン符号化部11、符号化されたディジタル情報の並べ替えを行うインタリーバ12、畳み込み符号化を行う畳み込み符号化部13、並びに、通信路21を介して、復号装置30と通信を行う通信処理部14からなる。
The
また、復号装置30は、通信路21を介して供給された送信語を取得する通信処理部31、取得した送信語に畳み込み復号を行う畳み込み復号部32、並べ替えられた情報を元の順番に戻すデインタリーバ33、並びに、リードソロモン復号(通常復号)を行うリードソロモン復号部34からなる。
In addition, the
符号化装置10の外部より供給された送信用のディジタル情報は、符号化装置10のリードソロモン符号化部11において、リードソロモン符号化された後、インタリーバ12に供給される。インタリーバ12は、主に通信路21において発生するバースト的誤りを拡散させるために、情報の並べ替え(インタリービング)を行う。リードソロモン符号は、複数ビットを1シンボルとする誤り訂正を行うので、インタリーバ12は、シンボル単位でバースト的誤りを拡散するシンボルインタリービングを行う。
Digital information for transmission supplied from the outside of the
並べ替えが行われた送信用のディジタル情報は、さらに、畳み込み符号化部13において、複数の情報ブロックに基づいて逐次的に符号系列が定まる畳み込み符号が行われる。例えば、拘束長Kの畳み込み符号化部13は、インタリーバ12よりディジタル情報がkビットの情報ブロック毎に供給されると、今回供給された情報ブロックだけでなく、過去に供給された情報ブロックも含めたK個の情報ブロックに基づいて、nビットの符号ブロックに符号化する。
The digital information for transmission subjected to the rearrangement is further subjected to a convolutional code in which a code sequence is sequentially determined based on a plurality of information blocks in the
そして、畳み込み符号化されたディジタル情報は、通信処理部14において、送信可能なデータ形式に変換され、通信路21を介して復号装置30に供給される。
The convolutionally encoded digital information is converted into a transmittable data format in the
復号装置30は、通信処理部31において、有線または無線の通信路21を介して供給された送信語を取得する。取得された送信語は、畳み込み復号部32により、畳み込み復号が行われる。デインタリーバ33は、畳み込み復号された情報を取得すると、符号化装置10のインタリーバ12において行われたインタリービングに対応した方法で情報の並び替えを行い、並び替えられた情報を元の順序に戻す処理(デインタリービング)を行う。リードソロモン復号部34は、元の順序に戻されたディジタル情報に、通常復号によるリードソロモン復号処理を行い、符号化される前のディジタル情報を再現し、その情報を復号装置30の外部に出力する。
In the
以上のようにして、図10の誤り訂正システムは、通信の際に発生した誤りを訂正し、より正確な通信を行えるようにする。 As described above, the error correction system of FIG. 10 corrects an error that has occurred during communication so that more accurate communication can be performed.
図11は、リードソロモン符号を用いて誤り訂正を行う誤り訂正システムを適用した記録再生装置の構成例を示すブロック図である。図11に示される記録再生装置は、例えば、DVD(Digital Versatile Disc)レコードプレーヤ等のディジタル記録媒体記録再生装置である。 FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a recording / reproducing apparatus to which an error correction system that performs error correction using a Reed-Solomon code is applied. The recording / reproducing apparatus shown in FIG. 11 is a digital recording medium recording / reproducing apparatus such as a DVD (Digital Versatile Disc) record player.
図11の記録再生装置50は、外部より供給されたディジタル情報を、符号化処理部60において符号化し、記録再生処理部70において記録媒体72に記録する。また、記録再生装置50は、記録媒体72に記録されているディジタル情報を、記録再生処理部70において再生し、復号処理部80において復号処理を行って元のディジタル情報を取得し、その情報を外部に出力する。
The recording / reproducing
符号化処理部60は、ディジタル情報に互いに異なる次元に関するリードソロモン符号を行う第1リードソロモン符号化部61−1乃至第nリードソロモン符号化部61−nからなる。
The
記録再生処理部70は、符号化処理部60より供給された情報を記録媒体72に記録する記録部71、例えば光ディスク等の記録媒体72、記録媒体72に記録されている情報を再生する再生部73からなる。
The recording /
また、復号処理部80は、符号化処理部60に対応する復号器であり、ディジタル情報に互いに異なる次元に関するリードソロモン復号(通常復号)を行う第1リードソロモン復号部81−1乃至第nリードソロモン復号部81−nからなる。
The
符号化処理部60の外部より供給されたディジタル情報は、第1リードソロモン符号化部61−1において1次元目に関するリードソロモン符号化が行われる。続いて、ディジタル情報は、第2リードソロモン符号化部61−2乃至第nリードソロモン符号化部61−nの各部において、2次元目乃至n次元目までの各次元目に関するリードソロモン符号が行われる。第nリードソロモン符号化部61−nによる符号化が終了すると、符号化処理部60は、符号化されたディジタル情報を記録再生処理部70に供給する。記録再生処理部70の記録部71は、符号化処理部60より供給されたディジタル情報を記録媒体72に記録する。
The digital information supplied from the outside of the
記録再生処理部70の再生部73は、記録媒体72に記録されているディジタル情報(符号化されたディジタル情報)を再生し、復号処理部80に供給する。
The reproduction unit 73 of the recording /
復号処理部80は、第1リードソロモン復号部81−1乃至第nリードソロモン復号部81−nの各部において、再生部73より供給されたディジタル情報に、各次元目に関するリードソロモン復号(通常復号)を行い、元のディジタル情報を復元する。なお、復号処理部80は、符号化処理部60の場合と逆に、まず、第nリードソロモン復号部81−nにおいて第n次元目に関するリードソロモン復号から行い、n−1次元目、n−2次元目と順に次元数を下げるようにリードソロモン復号を行い、最後に第1次元目に関するリードソロモン復号を行う。復号処理部80は、復元した元のディジタル情報を記録再生装置50の外部に出力する。
In each of the first Reed-Solomon decoding unit 81-1 to the n-th Reed-Solomon decoding unit 81-n, the
以上のようにして、図11の記録再生装置50は、情報の記録や再生の際に発生した情報の誤りを訂正する。
As described above, the recording / reproducing
以上のようなリードソロモン符号やBCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)符号等に対する通常復号は、受信した値を「0」または「1」のみで推定する硬判定の受信語に対して行う復号方法である。 Normal decoding for the Reed-Solomon code, BCH (Bose-Chaudhuri-Hocquenghem) code, and the like as described above is a decoding method that is performed on a hard-decision received word that estimates a received value by only “0” or “1”. is there.
しかしながら、軟判定の受信語が得られる場合、通常、軟判定受信語を用いての復号性能に比べて、硬判定受信語を用いての復号性能は劣るので、軟判定受信語が得られるシステムにおいて、上述したようにリードソロモン符号を通常復号するようにした場合、その復号性能が良くならないという課題があった。 However, when a soft-decision received word is obtained, the decoding performance using the hard-decision received word is generally inferior to the decoding performance using the soft-decision received word. However, when the Reed-Solomon code is normally decoded as described above, the decoding performance is not improved.
そこで、上述したようなサムプロダクトアルゴリズムを用いて復号する方法が考えられるが、一般の線形符号のパリティ検査行列は、通常、低密度ではないため、復号性能は良くならないという課題があった。また、仮に、与えられたパリティ検査行列が低密度であるとしても、大きな有限体上でのサムプロダクトアルゴリズムは、非常に複雑であり、その演算コストも大きくなってしまうという課題もあった。 Therefore, a decoding method using the sum product algorithm as described above is conceivable. However, since a parity check matrix of a general linear code is usually not low density, there is a problem that decoding performance is not improved. In addition, even if the given parity check matrix is low density, the sum product algorithm on a large finite field is very complicated, and there is a problem in that its calculation cost increases.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、一般の線形符号に対する復号方法としてサムプロダクトアルゴリズムを適用した場合に、容易に、性能の良い復号処理を行うことができるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to easily perform a high-performance decoding process when a sum product algorithm is applied as a decoding method for a general linear code. It is.
本発明の復号装置は、環R上の線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算手段と、線形結合計算手段により計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成手段と、検査行列作成手段により作成された新たな検査行列を用いて、線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号手段とを備えることを特徴とする。 The decoding apparatus of the present invention includes: a linear combination calculation unit that calculates a linear combination of each row of a check matrix of a linear code on the ring R; and a set of vectors obtained by the linear combination calculated by the linear combination calculation unit, By extracting a lower-weight vector subset that spans the code complement space and creating a new parity check matrix with all vectors in the vector subset as row components, the density of elements with a value of 1 is reduced. And a decoding means for decoding a linear code by a sum product algorithm using the new parity check matrix created by the parity check matrix creation means .
前記環は、素数のべき乗を元とする有限体であることができる。 The ring may be a finite field based on a power of a prime number.
前記線形符号は、有限体上のBCH符号またはリードソロモン符号を含むことができる。 The linear code may include a BCH code or a Reed-Solomon code over a finite field.
前記有限体上の検査行列を、有限体の部分体上に所定の次元で展開する展開手段をさらに備え、線形結合計算手段は、展開手段により展開された検査行列の各行の線形結合を計算することができる。 The check matrix on the finite field, further comprising a deployment means for deploying at a predetermined dimension on the part of the finite linear combination calculation means calculates a linear combination of rows of the check matrix which is expanded by expansion means be able to.
畳み込み符号化された線形符号を軟判定復号する軟判定復号手段をさらに備え、線形結合計算手段は、軟判定復号手段により軟判定復号された線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算することができる。 Soft decision decoding means for soft decision decoding the convolutionally encoded linear code is further provided, and the linear combination calculation means calculates a linear combination of each row of the check matrix of the linear code soft decision decoded by the soft decision decoding means. Can do.
前記軟判定復号手段による軟判定復号、線形結合計算手段による計算および検査行列作成手段による新たな検査行列の作成、並びに、復号手段による復号を繰り返し実行することができる。 The soft decision decoding by the soft decision decoding means, the calculation by the linear combination calculation means, the creation of a new check matrix by the check matrix creation means, and the decoding by the decoding means can be repeatedly executed.
本発明の復号方法は、環R上の線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、線形結合計算ステップの処理により計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップとを含むことを特徴とする。 The decoding method of the present invention includes a linear combination calculation step for calculating a linear combination of each row of a check matrix of a linear code on the ring R, and a set of vectors obtained by the linear combination calculated by the processing of the linear combination calculation step. From this, the vector subset with a lower weight that extends the code complement space is extracted, and a new check matrix having all the vectors in the vector subset as row components is created, thereby reducing the density of elements having a value of 1. It includes a parity check matrix creating step for densification and a decoding step for decoding a linear code by a sum product algorithm using a new parity check matrix created by the processing of the parity check matrix creating step .
本発明の第1のプログラムは、環R上の線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、線形結合計算ステップの処理により計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。 A first program of the present invention includes a linear combination calculation step for calculating a linear combination of each row of a check matrix of linear codes on the ring R, and a set of vectors obtained by the linear combination calculated by the processing of the linear combination calculation step. The density of elements having a value of 1 is extracted by extracting a lower-weight vector subset spanning the code complement space and creating a new check matrix having all vectors in the vector subset as row components Characterized in that a computer performs a parity check matrix creation step for reducing the density and a decoding step for decoding a linear code by a sum product algorithm using a new parity check matrix created by the processing of the parity check matrix creation step. To do.
本発明の記録再生装置は、環R上の線形符号を記録媒体に記録する記録手段と、記録手段により記録された線形符号を再生する再生手段と、再生手段により再生された線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算手段と、線形結合計算手段により計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成手段と、検査行列作成手段により作成された新たな検査行列を用いて、線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号手段とを備えることを特徴とする。 The recording / reproducing apparatus of the present invention includes a recording means for recording a linear code on the ring R on a recording medium, a reproducing means for reproducing the linear code recorded by the recording means, and a check matrix of the linear code reproduced by the reproducing means. From the linear combination calculation means for calculating the linear combination of each row of and the vector set obtained by the linear combination calculated by the linear combination calculation means, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted. , By creating a new parity check matrix having all vectors in the vector subset as row components, a parity check matrix creating means for reducing the density of elements having a value of 1, and a new matrix created by the parity check matrix creating means And a decoding means for decoding a linear code by a sum product algorithm using a simple check matrix.
本発明の記録再生方法は、環R上の線形符号の、記録媒体への記録を制御する記録制御ステップと、記録制御ステップの処理により記録が制御された線形符号の、再生を制御する再生制御ステップと、再生制御ステップの処理により再生が制御された線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、線形結合計算ステップの処理により計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップとを含むことを特徴とする。 The recording / reproducing method of the present invention includes a recording control step for controlling recording of a linear code on the ring R onto a recording medium, and a reproduction control for controlling reproduction of the linear code whose recording is controlled by the processing of the recording control step. A linear combination calculation step for calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code whose reproduction is controlled by the processing of the reproduction control step, and a vector obtained by the linear combination calculated by the processing of the linear combination calculation step. From the set, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and a new check matrix having all the vectors of the vector subset as row components is created. using a check matrix creation step of low density the density, a new check matrix created by the process of the check matrix creation step, Samupuroda a linear code Characterized in that it comprises a decoding step of decoding by preparative algorithm.
本発明の第2のプログラムは、環R上の線形符号の、前記記録媒体への記録を制御する記録制御ステップと、前記記録制御ステップの処理により記録が制御された前記線形符号の、再生を制御する再生制御ステップと、前記再生制御ステップの処理により再生が制御された前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、線形結合計算ステップの処理により計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。 The second program of the present invention is a recording control step for controlling the recording of the linear code on the ring R onto the recording medium, and the reproduction of the linear code whose recording is controlled by the processing of the recording control step. A reproduction control step for controlling, a linear combination calculation step for calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code whose reproduction is controlled by the processing of the reproduction control step, and a linearity calculated by the processing of the linear combination calculation step By extracting a lower-weight vector subset that extends the code complement space from the set of vectors obtained by combining, and creating a new check matrix with all vectors in the vector subset as row components, the value used but the check matrix creation step of low density the density of the elements that are 1, a new check matrix created by the process of the check matrix creation step , Characterized in that to execute a decoding step of decoding the linear code by sum product algorithm on a computer.
本発明の再生装置は、記録手段により記録された、環R上の線形符号を再生する再生手段と、再生手段により再生された線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算手段と、線形結合計算手段により計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成手段と、検査行列作成手段により作成された新たな検査行列を用いて、線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号手段とを備えることを特徴とする。 The reproducing apparatus of the present invention reproduces the linear code on the ring R recorded by the recording means, and linear combination calculating means for calculating the linear combination of each row of the check matrix of the linear code reproduced by the reproducing means. Then, from the vector set obtained by the linear combination calculated by the linear combination calculation means, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and all vectors of the vector subset are used as row components. By creating a new parity check matrix by creating a new parity check matrix and reducing the density of elements with a value of 1, and using the new parity check matrix created by the parity check matrix creation means , the linear code is summed. And decoding means for decoding by an algorithm.
本発明の再生方法は、記録媒体に記録された、環R上の線形符号の再生を制御する再生制御ステップと、再生制御ステップの処理により再生が制御された線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、線形結合計算ステップの処理により計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップとを含むことを特徴とする。 The reproduction method of the present invention includes a reproduction control step for controlling the reproduction of a linear code on the ring R recorded on a recording medium, and the linearity of each row of the check matrix of the linear code whose reproduction is controlled by the processing of the reproduction control step. From the linear combination calculation step for calculating the combination and the vector set obtained by the linear combination calculated by the processing of the linear combination calculation step, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and the vector is extracted. By creating a new parity check matrix using all the vectors of the subset as row components, a new parity matrix created by the processing of the parity check matrix creation step for reducing the density of elements having a value of 1 and the parity check matrix creation step And a decoding step of decoding a linear code by a sum product algorithm using a simple check matrix.
本発明の第3のプログラムは、記録媒体に記録された、環R上の線形符号の再生を制御する再生制御ステップと、再生制御ステップの処理により再生が制御された線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、線形結合計算ステップの処理により計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。 A third program of the present invention includes a reproduction control step for controlling reproduction of a linear code on the ring R recorded on a recording medium, and each row of a check matrix for a linear code whose reproduction is controlled by processing of the reproduction control step. From the linear combination calculation step that calculates the linear combination of, and the vector set obtained by the linear combination calculated by the processing of the linear combination calculation step, a lower-weight vector subset that extends the code complement space is extracted. , By creating a new parity check matrix with all the vectors in the vector subset as row components, thereby creating a parity check matrix creation step for reducing the density of elements whose value is 1, and a parity check matrix creation step. new check matrix using, that to execute the linear codes and a decoding step of decoding the sum product algorithm on a computer especially a To.
本発明の復号装置および方法、並びにプログラムにおいては、環R上の線形符号の検査行列の各行の線形結合が計算され、その計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合が抽出され、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列が作成されることにより、値が1である要素の密度が低密度化され、そのように作成された新たな検査行列が用いられ、線形符号がサムプロダクトアルゴリズムにより復号される。 In the decoding apparatus and method and the program according to the present invention , a linear combination of each row of the check matrix of the linear code on the ring R is calculated, and the code complement space is selected from the set of vectors obtained by the calculated linear combination. The lower-weight vector subset is extracted, and a new parity check matrix having all the vectors in the vector subset as row components is created, thereby reducing the density of elements having a value of 1, The new check matrix thus created is used, and the linear code is decoded by the sum product algorithm.
また本発明の記録再生装置および方法、並びにプログラムにおいては、環R上の線形符号が記録媒体に記録され、その記録された線形符号が再生され、その再生された線形符号の検査行列の各行の線形結合が計算され、その計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合が抽出され、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列が作成されることにより、値が1である要素の密度が低密度化され、このように作成された新たな検査行列が用いられて、線形符号がサムプロダクトアルゴリズムにより復号される。
さらに本発明の再生装置および方法、並びにプログラムにおいては、記録媒体に記録された、環R上の線形符号が再生され、その再生された線形符号の検査行列の各行の線形結合が計算され、その計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合が抽出され、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列が作成されることにより、値が1である要素の密度が低密度化され、このように作成された新たな検査行列が用いられて、線形符号がサムプロダクトアルゴリズムにより復号される。
In the recording / reproducing apparatus, method, and program of the present invention , the linear code on the ring R is recorded on the recording medium, the recorded linear code is reproduced, and each row of the parity check matrix of the reproduced linear code is reproduced. A linear combination is calculated, and from the set of vectors obtained by the calculated linear combination, a lower-weight vector subset that extends the code complement space is extracted, and all vectors of the vector subset are used as row components. By creating a new parity check matrix, the density of elements having a value of 1 is reduced, and the new parity check matrix created in this way is used to decode the linear code by the sum product algorithm. .
Further, in the reproducing apparatus and method and the program of the present invention, the linear code on the ring R recorded on the recording medium is reproduced, and the linear combination of each row of the check matrix of the reproduced linear code is calculated. From the set of vectors obtained by the calculated linear combination, a lower-weight vector subset that extends the code complement space is extracted, and a new check matrix is created with all the vectors in the vector subset as row components. Thus, the density of elements having a value of 1 is reduced, and the new check matrix created in this way is used to decode the linear code by the sum product algorithm.
本発明によれば、一般の線形符号の復号処理を行うことができる。特に、一般の線形符号に対する復号方法としてサムプロダクトアルゴリズムを適用した場合に、容易に、性能の良い復号処理を行うことができる。 According to the present invention, a general linear code decoding process can be performed. In particular, when the sum product algorithm is applied as a decoding method for a general linear code, it is possible to easily perform a decoding process with good performance.
以下、本発明の実施の形態について説明するが、最初に本発明が適用される技術の例について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. First, examples of techniques to which the present invention is applied will be described.
図12は、本発明を適用した復号装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of a decoding device to which the present invention is applied.
図12において、復号装置100は、例えばBCH符号に対応する復号装置であり、環R上の(または有限体上の)受信語のパリティ検査行列を十分低密度な行列に変換する低密度化処理部110および低密度化されたパリティ検査行列を用いて、受信語を復号するLDPC復号部121からなる。
In FIG. 12, a
低密度化処理部110は、パリティ検査行列の行の線形結合を計算する線形結合計算部111、線形結合された行を用いて、十分疎なパリティ検査行列を作成するパリティ検査行列作成部112、および作成されたパリティ検査行列のランクが元のパリティ検査行列のランクと同じであるか否かを判定する判定処理部113により構成される。 The density reduction processing unit 110 includes a linear combination calculation unit 111 that calculates a linear combination of rows of the parity check matrix, a parity check matrix generation unit 112 that generates a sufficiently sparse parity check matrix using the linearly combined rows, The determination processing unit 113 determines whether the rank of the created parity check matrix is the same as the rank of the original parity check matrix.
線形結合計算部111は、取得した受信語に含まれるパリティ検査行列の各行の線形結合を、全ての組み合わせについて計算する。すなわち、線形結合計算部111は、n行のパリティ検査行列に対して、2n通りの組み合わせで線形結合を計算する。線形結合計算部111は、計算結果および受信語をパリティ検査行列作成部112に供給する。 The linear combination calculator 111 calculates the linear combination of each row of the parity check matrix included in the acquired received word for all combinations. That is, the linear combination calculation unit 111 calculates a linear combination with 2 n combinations for n rows of parity check matrices. The linear combination calculation unit 111 supplies the calculation result and the received word to the parity check matrix creation unit 112.
パリティ検査行列作成部112は、線形結合計算部111より供給された計算結果、すなわち、線形結合された行の中から、所定の条件に従って行を抽出し、その抽出した行により構成されるパリティ検査行列を作成する。パリティ検査行列作成部112は、例えば、線形結合された行の中から、値が「1」の要素の数が所定の数以下の行を抽出する等、作成したパリティ検査行列の密度が疎になるように条件を設定し、その条件に該当する行を抽出する。パリティ検査行列作成部112は、作成したパリティ検査行列および受信語を判定処理部113に供給する。なお、後述するように、判定処理部113において、作成したパリティ検査行列のランクが元のパリティ検査行列のランクと異なると判定された場合、パリティ検査行列作成部112は、再度、行の抽出を行い、新たなパリティ検査行列を作成する。その際、パリティ検査行列作成部112は、前回行った行の抽出の条件を変更し、前回作成されたパリティ検査行列と異なる行で構成されるパリティ検査行列を作成する。 The parity check matrix creation unit 112 extracts a row according to a predetermined condition from the calculation result supplied from the linear combination calculation unit 111, that is, the linearly combined row, and a parity check configured by the extracted row Create a matrix. The parity check matrix creation unit 112 sparsely creates a density of the created parity check matrix, for example, by extracting rows in which the number of elements having a value “1” is equal to or less than a predetermined number from the linearly coupled rows. A condition is set so as to satisfy, and a row corresponding to the condition is extracted. The parity check matrix creation unit 112 supplies the created parity check matrix and received word to the determination processing unit 113. As will be described later, when the determination processing unit 113 determines that the rank of the created parity check matrix is different from the rank of the original parity check matrix, the parity check matrix creation unit 112 again extracts rows. To create a new parity check matrix. At this time, the parity check matrix creation unit 112 changes the conditions for the previous row extraction, and creates a parity check matrix including different rows from the previously created parity check matrix.
判定処理部113は、パリティ検査行列作成部112において作成されたパリティ検査行列のランク(階数)が、元のパリティ検査行列のランクと一致するか否かを判定する。ランクが一致すると判定した場合、判定処理部113は、受信語と、作成されたパリティ検査行列をLDPC復号部121に供給する。ランクが一致しないと判定した場合、判定処理部113は、処理をパリティ検査行列作成部112に戻し、新たなパリティ検査行列を作成させる。 The determination processing unit 113 determines whether the rank (rank) of the parity check matrix created by the parity check matrix creation unit 112 matches the rank of the original parity check matrix. If it is determined that the ranks match, the determination processing unit 113 supplies the received word and the created parity check matrix to the LDPC decoding unit 121. If it is determined that the ranks do not match, the determination processing unit 113 returns the processing to the parity check matrix creation unit 112 to create a new parity check matrix.
以上のように、低密度化処理部110は、受信語に含まれるBCH符号のパリティ検査行列の密度を低密度化させ、その低密度化されたパリティ検査行列を受信語とともにLDPC復号部121に供給する。 As described above, the density reduction processing unit 110 reduces the density of the parity check matrix of the BCH code included in the received word, and sends the reduced parity check matrix to the LDPC decoding unit 121 together with the received word. Supply.
LDPC復号部121は、取得した低密度化されたパリティ検査行列を用いて、受信語をサムプロダクトアルゴリズムにより復号し、復号された受信語を復号装置100の外部に出力する。
LDPC decoding section 121 decodes the received word using the sum product algorithm using the acquired low-density parity check matrix, and outputs the decoded received word to the outside of
以上のように、低密度化処理部110が受信語のパリティ検査行列を低密度化させることにより、LDPC復号部121は、その低密度のパリティ検査行列を用いて、サムプロダクトアルゴリズムを用いた復号処理を行うことができ、性能の良い復号処理を行うことができる。また、低密度化処理部110が受信語のパリティ検査行列を、線形結合を用いて低密度化させるので、LDPC復号部121は、部分体上の復号を行うことができ、演算コストを削減することもできる。すなわち、サムプロダクトアルゴリズムを用いた復号処理を行う前に、パリティ検査行列の密度を、線形結合により低密度化させることにより、復号装置100は、容易に、性能の良い復号処理を行うことができる。
As described above, when the density reduction processing unit 110 reduces the parity check matrix of the received word, the LDPC decoding unit 121 uses the low-density parity check matrix to perform decoding using the sum product algorithm. Processing can be performed, and decoding processing with high performance can be performed. In addition, since the density reduction processing unit 110 reduces the parity check matrix of the received word using linear combination, the LDPC decoding unit 121 can perform decoding on a partial field, thereby reducing the calculation cost. You can also. That is, before performing the decoding process using the sum product algorithm, the
次に、以上のような復号装置による復号処理について、図13のフローチャートを参照して説明する。 Next, the decoding process by the above decoding apparatus is demonstrated with reference to the flowchart of FIG.
最初に、復号装置100の低密度化処理部110は、ステップS21において、パリティ検査行列低密度化処理を実行し、取得した受信語に含まれるパリティ検査行列の密度を疎にする。パリティ検査行列低密度化処理の詳細については、図14のフローチャートを参照して後述する。
First, in step S21, the density reduction processing unit 110 of the
そして、ステップS22において、LDPC復号部121は、ステップS21の処理により低密度化されたパリティ検査行列を利用し、サムプロダクトアルゴリズム(SPA)を用いた復号処理を行う。ステップS22の処理が終了すると、LDPC復号部121は、その受信語に対する復号処理を終了する。なお、復号装置100は、上述した復号処理を受信語毎(ブロック毎)に実行する。
In step S22, the LDPC decoding unit 121 performs a decoding process using the sum product algorithm (SPA) using the parity check matrix reduced in density by the process in step S21. When the process of step S22 ends, the LDPC decoding unit 121 ends the decoding process for the received word. Note that the
次に、図14のフローチャートを参照して、図13のステップS21において実行されるパリティ検査行列低密度化処理の詳細を説明する。 Next, details of the parity check matrix density reduction processing executed in step S21 of FIG. 13 will be described with reference to the flowchart of FIG.
最初に、ステップS41において、低密度化処理部110の線形結合計算部111は、取得した受信語に含まれるパリティ検査行列の各行を用いて、全ての組み合わせで線形結合を行い、結合結果を計算する。 First, in step S41, the linear combination calculation unit 111 of the density reduction processing unit 110 performs linear combination in all combinations using each row of the parity check matrix included in the acquired received word, and calculates a combination result. To do.
線形結合を計算した線形結合計算部111は、ステップS42において、後述するように行の抽出条件となる変数nの値を、例えば「1」等の初期値に設定する。そして、線形結合計算部111は、受信語、線形結合の計算結果、および変数nをパリティ検査行列作成部112に供給し、ステップS43に処理を進める。 In step S42, the linear combination calculation unit 111 that has calculated the linear combination sets the value of the variable n serving as a row extraction condition to an initial value such as “1”, as will be described later. Then, the linear combination calculation unit 111 supplies the received word, the calculation result of the linear combination, and the variable n to the parity check matrix creation unit 112, and the process proceeds to step S43.
ステップS43において、パリティ検査行列作成部112は、取得した線形結合結果のそれぞれについて値が「1」の要素の数weightを算出し、全ての線形結合結果の中から、値が「1」の要素の数weightが変数n以下であるものを抽出し、それらを行とする新たな低密度のパリティ検査行列を作成する。 In step S43, the parity check matrix creation unit 112 calculates the number of elements having a value “1” for each of the acquired linear combination results, and the element having the value “1” from all the linear combination results. In which the number weight is less than or equal to the variable n is extracted, and a new low-density parity check matrix having them as rows is created.
すなわち、パリティ検査行列作成部112は、線形結合計算部111において計算された線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たなパリティ検査行列を作成する。 That is, the parity check matrix creation unit 112 extracts a vector subset having a lower weight that extends the code complement space from the set of vectors obtained by the linear combination calculated by the linear combination calculation unit 111, and the vector portion A new parity check matrix having all the vectors of the set as row components is created.
新たなパリティ検査行列を作成したパリティ検査行列作成部112は、ステップS44に処理を進め、変数nの値に「1」を加算し、受信語、作成したパリティ検査行列、および、変数nを判定処理部113に供給する。 The parity check matrix creation unit 112 that created the new parity check matrix proceeds to step S44, adds “1” to the value of the variable n, and determines the received word, the created parity check matrix, and the variable n. This is supplied to the processing unit 113.
受信語、作成したパリティ検査行列、および、変数nを供給された判定処理部113は、ステップS45において、受信語に含まれる元のパリティ検査行列に関する情報に基づいて、元のパリティ検査行列のランク(階数)と、低密度のパリティ検査行列のランク(階数)とが一致するか否かを判定する。 In step S45, the determination processing unit 113 supplied with the received word, the created parity check matrix, and the variable n determines the rank of the original parity check matrix based on the information about the original parity check matrix included in the received word. It is determined whether or not (the rank) matches the rank (the rank) of the low-density parity check matrix.
例えば、低密度のパリティ検査行列のランクが低く、元のパリティ検査行列と一致しないと判定した場合、判定処理部113は、ステップS43に処理を戻し、それ以降の処理を繰り返す。すなわち、判定処理部113は、パリティ検査行列作成部112にその判定結果を供給し、再度、パリティ検査行列作成部112に低密度のパリティ検査行列を作成させる。その際、線形結合結果より抽出する条件となる変数nの値が前回の処理の時と異なるので、パリティ検査行列作成部112は、前回と異なる行を有する(前回と要素が異なる)低密度のパリティ検査行列を作成することができる。 For example, if it is determined that the rank of the low-density parity check matrix is low and does not match the original parity check matrix, the determination processing unit 113 returns the process to step S43 and repeats the subsequent processes. That is, the determination processing unit 113 supplies the determination result to the parity check matrix creation unit 112, and causes the parity check matrix creation unit 112 to create a low-density parity check matrix again. At that time, since the value of the variable n, which is a condition to be extracted from the linear combination result, is different from that in the previous process, the parity check matrix creation unit 112 has a low density (having different elements from the previous one). A parity check matrix can be created.
ステップS45において、元のパリティ検査行列のランク(階数)と、低密度のパリティ検査行列のランク(階数)とが一致すると判定した場合、判定処理部113は、ステップS46に処理を進め、受信語、および、作成された低密度のパリティ検査行列をLDPC復号部121に出力し、図13のステップS22に処理を戻す。 In step S45, when it is determined that the rank (rank) of the original parity check matrix matches the rank (rank) of the low-density parity check matrix, the determination processing unit 113 proceeds to step S46, and receives the received word. The generated low-density parity check matrix is output to the LDPC decoding unit 121, and the process returns to step S22 of FIG.
以上のように、復号処理、およびパリティ検査行列低密度化処理を実行することにより、復号装置100は、サムプロダクトアルゴリズムを用いた復号処理を行う前に、パリティ検査行列の密度を線形結合により低密度化させるので、容易に、性能の良い復号処理を行うことができる。
As described above, by performing the decoding process and the parity check matrix lowering process, the
次に、以上の復号装置100を用いた具体的な低密度化の例について説明する。
Next, a specific example of density reduction using the
以下においては、有限体を素数のべき乗を元とする有限体GF(24)(GF(2)の4次拡大体)とし、線形符号Cとして、符号長15、情報長7の(15,7)-BCH符号を復号する場合について説明する。 In the following, a finite field is assumed to be a finite field GF (2 4 ) (fourth-order extension of GF (2)) based on a power of a prime number, a linear code C as a code length 15 and an information length 7 (15, 7) A case where a -BCH code is decoded will be described.
線形符号Cのパリティ検査行列Hが、例えば、図15のように与えられるとする。図15に示されるパリティ検査行列Hは8行15列の行列であり、このパリティ検査行列Hに対応するタナーグラフは図16のように表される。図16のタナーグラフは、図15に示されるパリティ検査行列Hの各列を「=」で示されるバリアブルノードで表し、各行を「+」で示されるチェックノードで表したグラフであり、バリアブルノードとチェックノードを結ぶエッジ(edge)の密度が高くなっており、図15のパリティ検査行列Hが低密度の行列でないことを示している。 Assume that the parity check matrix H of the linear code C is given as shown in FIG. The parity check matrix H shown in FIG. 15 is an 8 × 15 matrix, and a Tanner graph corresponding to the parity check matrix H is expressed as shown in FIG. The Tanner graph of FIG. 16 is a graph in which each column of the parity check matrix H shown in FIG. 15 is represented by a variable node indicated by “=” and each row is indicated by a check node indicated by “+”. And the density of edges connecting check nodes is high, indicating that the parity check matrix H in FIG. 15 is not a low-density matrix.
図12の低密度化処理部110は、上述したように、この8行を用いて線形結合を行い、「1」の密度が少ない28=256個の行ベクトルを作成する。そして、低密度化処理部110は、「1」の個数が4以下の行ベクトルを15個抽出し、15元ベクトルを縦に並べて作成した、図17に示されるような新しい行列Hsp4を作成する。図17に示される行列Hsp4に対応するタナーグラフは、図18に示されるようになる。図17に示される行列Hsp4の行数および列数がともに15であるので、図18に示されるタナーグラフのバリアブルノードおよびチェックノードの数がともに15個になり、図16の場合と比較して、バリアブルノードとチェックノードを結ぶエッジ(edge)の密度が低くなっている。 As described above, the density reduction processing unit 110 in FIG. 12 performs linear combination using these eight rows, and generates 2 8 = 256 row vectors with a low density of “1”. Then, the density reduction processing unit 110 extracts 15 row vectors whose number of “1” is 4 or less, and creates a new matrix H sp4 as shown in FIG. To do. A Tanner graph corresponding to the matrix H sp4 shown in FIG. 17 is as shown in FIG. Since both the number of rows and the number of columns of the matrix H sp4 shown in FIG. 17 are 15, the number of variable nodes and check nodes in the Tanner graph shown in FIG. 18 is both 15. Compared with the case of FIG. Thus, the density of edges connecting variable nodes and check nodes is low.
低密度化処理部110は、この行列Hsp4をパリティ検査行列とし、LDPC復号部121に供給する。LDPC復号部121は、図17に示される低密度のパリティ検査行列Hsp4を用いて、受信語に対して、サムプロダクトアルゴリズムを適用した復号を行う。 The density reduction processing unit 110 uses the matrix H sp4 as a parity check matrix and supplies the parity check matrix to the LDPC decoding unit 121. The LDPC decoding unit 121 uses the low-density parity check matrix Hsp4 shown in FIG. 17 to perform decoding using the sum product algorithm on the received word.
図19は、このようなパリティ検査行列を有するBCH符号をビタビ(Viterbi)復号により最尤復号した場合と、図17に示されるような低密度パリティ検査行列Hsp4を用いてサムプロダクトアルゴリズムによる復号を行った場合の復号性能の比較を示すグラフである。 FIG. 19 shows a case where a BCH code having such a parity check matrix is subjected to maximum likelihood decoding by Viterbi decoding, and decoding by a sum product algorithm using a low density parity check matrix H sp4 as shown in FIG. It is a graph which shows the comparison of the decoding performance at the time of performing.
図19において、曲線131は、サムプロダクトアルゴリズム(SPA)による復号結果の、ビットエラーレート(BER)を示しており((2)bch 15 7(wgt4) SPA BER)、曲線132は、ビタビ復号による復号結果のビットエラーレート(BER)を示している((1)bch 15 7 ML BER)。また、点133によりプロットされたデータは、サムプロダクトアルゴリズムによる復号結果のフレームエラーレート(FER)を示しており((2)bch 15 7(wgt4) SPA FER)、点134によりプロットされたデータは、ビタビ復号による復号結果のフレームエラーレート(FER)を示している((1)bch 15 7 ML FER)。
In FIG. 19, a
最尤復号(図19の曲線132)は、サムプロダクトアルゴリズムの様な確率的復号を用いた場合の性能限界であるが、図19に示されるように本発明を用いた曲線131は、その性能限界に迫る性能をあげている。
The maximum likelihood decoding (
以上のように、復号装置100は、BCH符号に対して、サムプロダクトアルゴリズムを用いた復号処理を行う前に、パリティ検査行列の密度を線形結合により低密度化させるので、容易に、性能の良い復号処理を行うことができる。
As described above, the
なお、以上においては、BCH符号に対する復号処理について説明したが、これに限らず、例えば、リードソロモン符号等のように、一般的な線形符号であればどのような符号方法であってもよい。以下に、リードソロモン符号に対してサムプロダクトアルゴリズムを適用した復号を行う場合について説明する。 Although the decoding process for the BCH code has been described above, the present invention is not limited to this, and any coding method may be used as long as it is a general linear code such as a Reed-Solomon code. Hereinafter, a case where decoding is performed by applying the sum product algorithm to the Reed-Solomon code will be described.
図20は、本発明を適用した復号装置の他の構成例を示すブロック図である。 FIG. 20 is a block diagram showing another configuration example of the decoding device to which the present invention is applied.
図20において、復号装置150は、例えばリードソロモン符号に対応する復号装置であり、受信語のパリティ検査行列を展開する展開処理部161、展開されたパリティ検査行列を十分低密度な行列に変換する低密度化処理部170、および低密度化されたパリティ検査行列を用いて、受信語を復号するLDPC復号部181からなる。
In FIG. 20, a
展開処理部161は、パリティ検査行列の低密度化処理の前処理として、取得した受信語に含まれるパリティ検査行列の各要素をその行列の有限体の次元に応じて、それぞれ所定の次数に展開する。すなわち、展開処理部161は、素数のべき乗を元とする有限体上のパリティ検査行列を、その有限体の部分体上に所定の次元で展開する。展開処理部161は、その展開されたパリティ検査行列および受信語を低密度化処理部170に供給する。 The expansion processing unit 161 expands each element of the parity check matrix included in the acquired received word to a predetermined order according to the dimension of the finite field of the matrix as preprocessing of the parity check matrix density reduction processing. To do. That is, the expansion processing unit 161 expands a parity check matrix on a finite field based on a power of a prime number on a partial field of the finite field in a predetermined dimension. The expansion processing unit 161 supplies the expanded parity check matrix and received word to the density reduction processing unit 170.
低密度化処理部170は、パリティ検査行列の行の線形結合を計算する線形結合計算部171、線形結合された行を用いて十分疎なパリティ検査行列を作成するパリティ検査行列作成部172、および作成されたパリティ検査行列のランクが元のパリティ検査行列のランクと同じであるか否かを判定する判定処理部173により構成される。これらの各部の構成および動作は、それぞれ、図12に示される復号装置100の低密度化処理部110の場合と同様であるので、それらの説明は省略する。すなわち、低密度化処理部170を構成する線形結合計算部171乃至判定処理部173は、図12に示される線形結合計算部111乃至判定処理部113にそれぞれ対応する。ただし、低密度化処理部170は、展開処理部161より供給された、展開されたパリティ検査行列に対して低密度化処理を行う。
The density reduction processing unit 170 includes a linear combination calculation unit 171 that calculates a linear combination of rows of the parity check matrix, a parity check matrix generation unit 172 that generates a sufficiently sparse parity check matrix using the linearly combined rows, and The determination processing unit 173 determines whether the rank of the created parity check matrix is the same as the rank of the original parity check matrix. Since the configuration and operation of each of these units are the same as those of the density reduction processing unit 110 of the
低密度化処理部170は、展開処理部161により展開されたリードソロモン符号のパリティ検査行列の密度を低密度化させ、その低密度化されたパリティ検査行列を受信語とともにLDPC復号部181に供給する。 Densification processing section 170 reduces the density of the Reed-Solomon code parity check matrix expanded by expansion processing section 161, and supplies the reduced parity check matrix together with the received word to LDPC decoding section 181. To do.
LDPC復号部181は、取得した低密度化されたパリティ検査行列を用いて、受信語をサムプロダクトアルゴリズムにより復号し、復号された受信語を復号装置150の外部に出力する。
LDPC decoding section 181 decodes the received word using the sum product algorithm using the acquired low-density parity check matrix, and outputs the decoded received word to the outside of
以上のように、低密度化処理部170がパリティ検査行列を低密度化させる前に、展開処理部161によりパリティ検査行列の展開を行うことにより、LDPC復号部181による、低密度化されたパリティ検査行列Hsp24を用いたサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理の演算コストは、以下に示される式(8)のように、受信語に含まれるパリティ検査行列Hを用いてサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行った場合と比べて、約4分の1に削減される。 As described above, the decompression processing unit 161 expands the parity check matrix before the density reduction processing unit 170 reduces the density of the parity check matrix, so that the LDPC decoding unit 181 reduces the density of the parity check matrix. The calculation cost of the decoding process by the sum product algorithm using the check matrix H sp24 is performed by the decoding process by the sum product algorithm using the parity check matrix H included in the received word as shown in the following equation (8). Compared with the case, it is reduced to about one quarter.
従って、復号装置150は、容易に、性能の良い復号処理を容易に行うことができる。
Therefore, the
次に、以上のような復号装置150による復号処理について、図21のフローチャートを参照して説明する。
Next, the decoding process by the
最初に、復号装置150の展開処理部161は、ステップS61において、取得した受信語に含まれるパリティ検査行列をその有限体の次元に合わせて展開する。そして、展開処理部161は、展開したパリティ検査行列および受信語を低密度化処理部170に供給し、処理をステップS62に進める。
First, in step S61, the expansion processing unit 161 of the
低密度化処理部170は、ステップS62において、パリティ検査行列低密度化処理を実行し、展開されたパリティ検査行列の密度を疎にする。パリティ検査行列低密度化処理の詳細については、図14のフローチャートを参照して説明した場合と同様であるのでその詳細な説明は省略する。ただし、この場合のパリティ検査行列低密度化処理において、低密度化処理部170は、上述したように展開処理部161により展開されたパリティ検査行列を低密度化させるように処理を行う。 In step S <b> 62, the density reduction processing unit 170 executes a parity check matrix density reduction process to reduce the density of the developed parity check matrix. The details of the parity check matrix lowering process are the same as those described with reference to the flowchart of FIG. However, in the parity check matrix lowering processing in this case, the lowering processing unit 170 performs processing to lower the density of the parity check matrix expanded by the expansion processing unit 161 as described above.
そして、ステップS63において、LDPC復号部181は、ステップS62の処理により低密度化されたパリティ検査行列を利用し、サムプロダクトアルゴリズム(SPA)を用いた復号処理を行う。ステップS63の処理が終了すると、LDPC復号部121は、その受信語に対する復号処理を終了する。なお、復号装置150は、上述した復号処理を受信語毎(ブロック毎)に実行する。
In step S63, the LDPC decoding unit 181 performs a decoding process using the sum product algorithm (SPA) using the parity check matrix reduced in density by the process in step S62. When the process of step S63 ends, the LDPC decoding unit 121 ends the decoding process for the received word. Note that the
以上のように、復号処理を実行することにより、復号装置150は、低密度化処理を行う前に、パリティ検査行列の各要素を展開させるので、容易に、性能の良い復号処理を行うことができる。
As described above, by performing the decoding process, the
次に、以上の復号装置150を用いた具体的な展開の例について説明する。
Next, a specific example of expansion using the
以下においては、有限体をGF(24)とし、線形符号Cとして、符号長15、情報長11の(15,11)-リードソロモン符号を復号する場合について説明する。なお、GF(24)の原始根をαとし、その原始根αからなる原始多項式を式(9)とし、符号の生成多項式を式(10)とする。 In the following, a case where a finite field is GF (2 4 ) and a (15,11) -Reed-Solomon code having a code length of 15 and an information length of 11 is decoded as a linear code C will be described. Note that a primitive root of GF (2 4 ) is α, a primitive polynomial composed of the primitive root α is Equation (9), and a code generation polynomial is Equation (10).
このときの線形符号Cのパリティ検査行列は、図22に示されるように与えられる。図22に示されるパリティ検査行列Hは4行15列の行列である。ところで、有限体GF(24)は、GF(2)の4次拡大体であることから、有限体GF(24)上の元、行列を全て4次元に展開することが可能である。復号装置150の展開処理部161は、図22に示されるパリティ検査行列Hを展開し、図23に示されるような16行60列のパリティ検査行列Hexpに変換する。この場合、展開処理部161は、図22に示されるパリティ検査行列Hの各要素を4×4の要素群に展開することで、図23に示されるパリティ検査行列Hexpを生成する。
The parity check matrix of the linear code C at this time is given as shown in FIG. The parity check matrix H shown in FIG. 22 is a 4 × 15 matrix. By the way, since the finite field GF (2 4 ) is a fourth-order extension field of GF (2), all elements and matrices on the finite field GF (2 4 ) can be expanded in four dimensions. The expansion processing unit 161 of the
復号装置150の低密度化処理部170は、この展開されたパリティ検査行列Hexpに対して低密度化処理を行い、LDPC復号部181は、低密度化されたパリティ検査行列Hexpを用いて、サムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行う。
The density reduction processing unit 170 of the
図24は、このようなパリティ検査行列を有するリードソロモン符号を通常復号した場合と、図23の展開されたパリティ検査行列Hexpを低密度化したパリティ検査行列Hsp24を用いてサムプロダクトアルゴリズムによる復号を行った場合の復号性能の比較を示すグラフである。 FIG. 24 shows a case where a Reed-Solomon code having such a parity check matrix is normally decoded and a sum product algorithm using a parity check matrix H sp24 obtained by reducing the density of the developed parity check matrix H exp in FIG. It is a graph which shows the comparison of the decoding performance at the time of performing decoding.
図24において、曲線191は、低密度化したパリティ検査行列Hsp24を用いてサムプロダクトアルゴリズム(SPA)による復号を行った場合の復号結果の、ビットエラーレート(BER)を示しており((4)RS wgt24 SPA BER)、曲線192は、通常復号による復号結果のビットエラーレート(BER)を示している((3)RS ORD BER)。また、点193によりプロットされたデータは、低密度化したパリティ検査行列Hsp24を用いてサムプロダクトアルゴリズムによる復号を行った場合の復号結果のフレームエラーレート(FER)を示しており((4)RS wgt24 SPA FER)、点194によりプロットされたデータは、通常復号による復号結果のフレームエラーレート(FER)を示している((3)RS ORD FER)。
In FIG. 24, a
図24に示されるように、本発明を用いた復号の復号結果である曲線191(点193)は、通常復号の場合の復号結果である曲線192(点194)と比較して、より良い性能が得られている。 As shown in FIG. 24, the curve 191 (point 193) that is the decoding result of the decoding using the present invention has better performance than the curve 192 (point 194) that is the decoding result in the case of normal decoding. Is obtained.
以上のように、復号装置150は、リードソロモン符号に対して、サムプロダクトアルゴリズムを用いた復号処理を行う前に、パリティ検査行列の密度を線形結合により低密度化させるので、容易に、性能の良い復号処理を行うことができる。また、復号装置150は、パリティ検査行列を低密度化させる前に、パリティ検査行列の各要素、行列を展開するので、演算コストを低く抑えることができる。
As described above, since the
図25は、本発明を適用した、リードソロモン符号を用いた誤り訂正システムの構成例を示すブロック図である。図25に示される誤り訂正システムは、例えば、ディジタルテレビ等のディジタル通信システムに用いられるシステムである。 FIG. 25 is a block diagram showing a configuration example of an error correction system using a Reed-Solomon code to which the present invention is applied. The error correction system shown in FIG. 25 is a system used for a digital communication system such as a digital television.
図25の誤り訂正システムにおいては、送信側である符号化装置210より送信されたディジタル情報が、例えばインターネットに代表される通信路221を介して、受信側である復号装置230に供給される。
In the error correction system of FIG. 25, digital information transmitted from the encoding device 210 on the transmission side is supplied to the
符号化装置210は、外部より供給された送信用のディジタル情報を、リードソロモン符号を用いて符号化するリードソロモン符号化部211、符号化されたディジタル情報の並べ替えを行うインタリーバ212、畳み込み符号化を行う畳み込み符号化部213、並びに、通信路221を介して、復号装置230と通信を行う通信処理部214からなる。
The encoding device 210 includes a Reed-
リードソロモン符号化部211は、符号化装置210の外部より供給されたディジタル情報に対して、リードソロモン符号を用いた符号化処理を行い、符号化されたディジタル情報をインタリーバ212に供給する。インタリーバ212は、その符号化されたディジタル情報を、主に通信路221において発生するバースト的誤りを拡散させるために、情報の並べ替え(インタリービング)を行う。リードソロモン符号は複数ビットを1シンボルとする誤り訂正を行うので、インタリーバ212は、シンボル単位でバースト的誤りを拡散するシンボルインタリービングを行う。情報の並べ替えを終了したインタリーバ212は、その並び替えられたディジタル情報を畳み込み符号化部213に供給する。
The Reed-
畳み込み符号化部213は、並び替えられたディジタル情報に対して、過去に符号化した情報を参照し、複数の情報ブロックに基づいて、逐次的に符号系列が定まる畳み込み符号を行う。例えば、拘束長Kの畳み込み符号化部213は、インタリーバ212よりディジタル情報がkビットの情報ブロック毎に供給されると、今回供給された情報ブロックだけでなく、過去に供給された情報ブロックも含めたK個の情報ブロックに基づいて、nビットの符号ブロックに符号化する。畳み込み符号化が完了すると、畳み込み符号化部213は、畳み込み符号化されたディジタル情報を通信処理部214に供給する。
The
通信処理部214は、通信制御処理を行い、所定のプロトコルに基づいて、供給されたディジタル情報を送信語として、通信路221を介して復号装置230に送信する。
The
符号化装置210より出力されたディジタル情報は、通信路221を介して復号装置230に供給される。
The digital information output from the encoding device 210 is supplied to the
復号装置230は、通信路221を介して供給されたディジタル情報を、受信語として受信する通信処理部231、通信処理部231が取得した受信語に対して、畳み込み復号処理を行う畳み込み復号部232、畳み込み復号された受信語を元の順序に並び替えるデインタリーバ233、並びに、元の順序に戻されたディジタル情報に、サムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行い、リードソロモン符号化される前のディジタル情報を復元するリードソロモンSPA復号部234からなる。
The
通信処理部231は、通信路221を介して符号化装置210の通信処理部214と通信を行い、所定のプロトコルに基づいて、通信処理部214より供給されたディジタル情報を受信語として取得する。通信処理部231は、取得した受信語を畳み込み復号部232に供給する。
The
畳み込み復号部232は、符号化装置210の畳み込み符号化部213による符号化方法に対応した方法で、送信処理部231より供給された受信語を復号する。すなわち、畳み込み復号部232は、受信語に対して、例えば、事後確率最大化復号(MAP復号(Maximum a posteriori probability decoding))を実現するBCJR(Bahl, Cocke, Jelinek, and Raviv)アルゴリズムやSOVA(soft output Viterbi algorithm)等を用いて、軟判定復号を行う。そして、畳み込み復号部232は、この軟判定復号された受信語をデインタリーバ233に供給する。
The
デインタリーバ233は、供給された受信語に対して、符号化装置210のインタリーバ212において行われたインタリービングに対応した方法で情報の並び替えを行い、並び替えられた情報を元の順序に戻す処理(デインタリービング)を行い、元の順序に並び替えられた受信語を、リードソロモンSPA復号部234に供給する。
The
リードソロモンSPA復号部234は、図20に示される復号装置150と基本的に同様の構成であり、基本的に同様の動作を行い、復号装置150の場合と同様に、図20のブロック図、および図21に示されるフローチャートを適用することができるので、その詳細な説明を省略する。
The Reed-Solomon
リードソロモンSPA復号部234は、リードソロモン符号化された受信語に対して、そのパリティ検査行列を展開するとともに低密度化し、そのパリティ検査行列を用いて、サムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行い、符号化される前の元のディジタル情報を復元する。リードソロモンSPA復号部234は、復号したディジタル情報を復号装置230の外部に出力する。
The Reed-Solomon
以上のようにして、図25の誤り訂正システムは、容易に、性能の良い復号処理を行うことができ、より正確な通信を行うことができる。また、復号装置230は、パリティ検査行列を低密度化させる前に、パリティ検査行列の各要素、行列を展開するので、復号処理の演算コストを低く抑えることができる。
As described above, the error correction system of FIG. 25 can easily perform a decoding process with good performance, and can perform more accurate communication. In addition, since the
なお、以上においては、誤り訂正システムは、リードソロモン符号を復号するように説明したが、これに限らず、例えば、BCH符号を復号するようにしてもよい。 In the above description, the error correction system is described to decode the Reed-Solomon code. However, the present invention is not limited to this. For example, a BCH code may be decoded.
図26は、本発明を適用した、リードソロモン符号を用いた誤り訂正システムの他の構成例を示すブロック図である。図26に示される誤り訂正システムは、例えば、ディジタルテレビ等のディジタル通信システムに用いられるシステムである。図25に示される場合と同様の部分については同一の符号を付しており、その説明を省略する。 FIG. 26 is a block diagram showing another configuration example of the error correction system using the Reed-Solomon code to which the present invention is applied. The error correction system shown in FIG. 26 is a system used for a digital communication system such as a digital television. The same parts as those shown in FIG. 25 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図26の誤り訂正システムにおいては、送信側である符号化装置210において符号化されたディジタル情報が、例えばインターネットに代表される通信路221を介して、受信側である復号装置240に供給される。
In the error correction system of FIG. 26, the digital information encoded by the encoding device 210 on the transmission side is supplied to the decoding device 240 on the reception side via, for example, a
復号装置240は、通信路221を介して供給されたディジタル情報を、受信語として受信する通信処理部241、通信処理部241が取得した受信語に対して、畳み込み復号処理を行う畳み込み復号部242、畳み込み復号された受信語を元の順序に並び替えるデインタリーバ243、元の順序に戻されたディジタル情報に、サムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行い、リードソロモン符号化される前のディジタル情報を復元するリードソロモンSPA復号部244、並びに、符号化装置210のインタリーバ212と同様に、ディジタル情報の並び替えを行うインタリーバ245からなる。
The decoding device 240 receives the digital information supplied via the
通信処理部241は、図25の通信処理部231の場合と同様に、通信路221を介して符号化装置210の通信処理部214と通信を行い、所定のプロトコルに基づいて、通信処理部214より供給されたディジタル情報を受信語として取得する。通信処理部241は、取得した受信語を畳み込み復号部242に供給する。
As in the case of the
畳み込み復号部242は、図25の畳み込み復号部232の場合と同様に、符号化装置210の畳み込み符号化部213による符号化方法に対応した方法で、送信処理部241より供給された受信語を復号する。すなわち、畳み込み復号部242は、受信語に対して、例えば、BCJRアルゴリズムやSOVA等を用いて、軟判定復号を行う。そして、畳み込み復号部242は、この軟判定復号された受信語をデインタリーバ243に供給する。また、畳み込み復号部242には、インタリーバ245より、サムプロダクトアルゴリズムによる復号が行われた受信語が再度並び替えられて供給される。畳み込み復号部242は、この受信語に対しても、通信処理部241より供給された受信語の場合と同様に、例えば、BCJRアルゴリズムやSOVA等を用いて、軟判定復号を行い、デインタリーバ243に供給する。
As in the case of the
デインタリーバ243は、図25のデインタリーバ233の場合と同様に、畳み込み復号部242より供給された受信語に対して、符号化装置210のインタリーバ212において行われたインタリービングに対応した方法で情報の並び替えを行い、並び替えられた情報を元の順序に戻す処理(デインタリービング)を行い、元の順序に並び替えられた受信語を、リードソロモンSPA復号部244に供給する。なお、上述したように、畳み込み復号部242より供給される受信語には、通信処理部241から畳み込み復号部242を介して供給される受信語の他に、インタリーバ245から畳み込み復号部242を介して供給される受信語も含まれる。
As in the case of the
リードソロモンSPA復号部244は、図25のリードソロモンSPA復号部244の場合と同様に、図20に示される復号装置150と基本的に同様の構成であり、基本的に同様の動作を行い、復号装置150の場合と同様に、図20のブロック図、および図21に示されるフローチャートを適用することができる。
Similar to the Reed-Solomon
リードソロモンSPA復号部244は、デインタリーバ243より取得した受信語に対して、その受信語に含まれるパリティ検査行列を展開するとともに低密度化し、そのパリティ検査行列を用いてサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行い、符号化される前の元のディジタル情報を復元する。リードソロモンSPA復号部244は、復号したディジタル情報を復号装置240の外部に出力する。また、リードソロモンSPA復号部244は、その復号したディジタル情報をインタリーバ245に供給する。
The Reed-Solomon
インタリーバ245は、符号化装置210のインタリーバ212と同様に、取得したディジタル情報を所定の順番に並び替える。このインタリーバ245による並び替えのパターンは、インタリーバ212と同様である。このようにして並び替えられたディジタル情報は、畳み込み復号部242に供給される。
The
以上のように、復号装置240は、通信処理部241において取得した受信語に対して、デインタリーバ243とインタリーバ245を介しながら、畳み込み復号部242による軟判定復号と、リードソロモンSPA復号部244によるサムプロダクトアルゴリズムを用いた復号とを繰り返し行い、復号処理における復号誤り確率を小さくしていく。なお、この復号の繰り返し回数は、予め定められていてもよいし、例えば、誤り訂正する箇所の数等のような所定の条件に基づいて、繰り返しを中止するか否かが判定されるようにしてもよい。
As described above, the decoding device 240 performs soft decision decoding by the
このようにすることで、復号装置240は、容易に性能の良い復号処理を行うことができ、図26の誤り訂正システムは、より正確な通信を行うことができる。また、復号装置240は、パリティ検査行列を低密度化させる前に、パリティ検査行列の各要素、行列を展開するので、復号処理の演算コストを低く抑えることができる。 In this way, the decoding device 240 can easily perform a decoding process with good performance, and the error correction system of FIG. 26 can perform more accurate communication. In addition, since the decoding apparatus 240 expands each element and matrix of the parity check matrix before reducing the density of the parity check matrix, the calculation cost of the decoding process can be kept low.
なお、以上において、リードソロモンSPA復号部244は、復号したディジタル情報を復号装置240の外部に出力するとともにインタリーバ245に供給するように説明したが、これに限らず、例えば、復号を繰り返している間は、インタリーバ245にのみ復号したディジタル情報を供給するようにし、復号の繰り返しが終了した場合に、ディジタル情報の出力先をインタリーバ245から復号装置240の外部に切り替えて、復号したディジタル情報を出力するようにしてもよい。
In the above description, the Reed-Solomon
なお、以上においては、誤り訂正システムは、リードソロモン符号を復号するように説明したが、これに限らず、例えば、BCH符号を復号するようにしてもよい。 In the above description, the error correction system is described to decode the Reed-Solomon code. However, the present invention is not limited to this. For example, a BCH code may be decoded.
図27は、本発明を適用した、リードソロモン符号を用いて誤り訂正を行う誤り訂正システムを適用した記録再生装置の構成例を示すブロック図である。図27に示される記録再生装置は、例えば、DVDレコードプレーヤ等のディジタル記録媒体記録再生装置である。 FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration example of a recording / reproducing apparatus to which an error correction system that performs error correction using a Reed-Solomon code, to which the present invention is applied, is applied. The recording / reproducing apparatus shown in FIG. 27 is a digital recording medium recording / reproducing apparatus such as a DVD record player, for example.
図27の記録再生装置250は、外部より供給されたディジタル情報を、符号化処理部260において符号化し、記録再生処理部270において記録媒体272に記録する。また、記録再生装置250は、記録媒体272に記録されているディジタル情報を、記録再生処理部270において再生し、復号処理部280において復号処理を行って元のディジタル情報を取得し、その情報を外部に出力する。
27, the digital information supplied from the outside is encoded by the
符号化処理部260は、ディジタル情報に互いに異なる次元に関するリードソロモン符号を行う第1リードソロモン符号化部261−1乃至第nリードソロモン符号化部261−nからなる。
The
符号化処理部260の外部より供給されたディジタル情報は、第1リードソロモン符号化部261−1において1次元目に関するリードソロモン符号化が行われる。続いて、ディジタル情報は、第2リードソロモン符号化部261−2乃至第nリードソロモン符号化部261−nの各部において、2次元目乃至n次元目までの各次元目に関するリードソロモン符号が順に行われる。第nリードソロモン符号化部261−nによる符号化が終了すると、符号化処理部260は、符号化されたディジタル情報を記録再生処理部270に供給する。
The digital information supplied from the outside of the
記録再生処理部270は、符号化処理部260より供給された情報を記録媒体272に記録する記録部271、例えば光ディスク等の記録媒体272、記録媒体272に記録されている情報を再生する再生部273からなる。
The recording /
記録再生処理部270の記録部271は、符号化処理部260より供給されたディジタル情報をNRZI(Non Return to Zero Invert)変換(NRZI符号化)するなどして記録媒体272に記録する。また、記録再生処理部270の再生部273は、記録媒体272に記録されているディジタル情報(リードソロモン符号化されたディジタル情報)を再生し、そのディジタル情報に施されたNRZI変換を元に戻し(復号し)、そのディジタル情報を復号処理部280に供給する。
The
復号処理部280は、符号化処理部260に対応する復号器であり、ディジタル情報に互いに異なる次元に関して、サムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行う第1リードソロモンSPA復号部281−1乃至第nリードソロモンSPA復号部281−nからなる。
The
第1リードソロモンSPA復号部281−1乃至第nリードソロモンSPA復号部281−nは、それぞれ、符号化処理部260の第1リードソロモン符号化部261−1乃至第nリードソロモン符号化部261−nに対応し、各次元に関するリードソロモン符号に対して、サムプロダクトアルゴリズムによる復号を行う。第1リードソロモンSPA復号部281−1乃至第nリードソロモンSPA復号部281−nは、それぞれ、図20に示される復号装置150と基本的に同様の構成であり、基本的に同様の動作を行う。従って、第1リードソロモンSPA復号部281−1乃至第nリードソロモンSPA復号部281−nは、それぞれ、復号装置150の場合と同様に、図20のブロック図、および図21に示されるフローチャートを適用することができる。
The first Reed-Solomon SPA decoding unit 281-1 to the n-th Reed-Solomon SPA decoding unit 281-n are respectively the first Reed-Solomon encoding unit 261-1 to the n-th Reed-
復号処理部280は、第1リードソロモンSPA復号部281−1乃至第nリードソロモンSPA復号部281−nの各部において、再生部273より供給されたディジタル情報に対して、パリティ検査行列の各要素、行列を展開し、そのパリティ検査行列を低密度化して、各次元目に関するサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行う。その際、復号処理部280は、図27に示されるように、符号化処理部260の場合と逆に、まず、第nリードソロモンSPA復号部281−nにおいて第n次元目に関するサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理から行い、続いて、直列に接続される各リードソロモンSPA復号部において、それぞれ、n−1次元目、n−2次元目と順に次元数を下げるようにサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行い、最後に第1リードソロモンSPA復号部281−1において第1次元目に関するサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行う。復号処理部280は、このようにして復元した元のディジタル情報を記録再生装置250の外部に出力する。
The
このようにすることにより、復号処理部280は、容易に性能の良い復号処理を行うことができ、記録再生装置250は、より正確にディジタル情報の記録および再生を行うことができる。また、復号処理部280は、パリティ検査行列を低密度化させる前に、パリティ検査行列の各要素、行列を展開するので、復号処理の演算コストを低く抑えることができる。
In this way, the
なお、以上においては、記録再生装置250は、リードソロモン符号を復号するように説明したが、これに限らず、例えば、BCH符号を復号するようにしてもよい。
In the above description, the recording / reproducing
以上においては、ディジタル情報の記録および再生を行う記録再生装置の例について説明したが、この記録再生装置250の、ディジタル情報を記録媒体に記録する記録機能と、記録媒体に記録されているディジタル情報を再生する再生機能とが別体として構成されるようにしてもよい。
In the above, an example of a recording / reproducing apparatus that records and reproduces digital information has been described. However, the recording / reproducing
図28は、図27の記録再生装置250と同様の記録機能を有する記録装置の構成例を示すブロック図である。なお、図27に示される場合と同様の部分については同一の符号を付しており、その説明を省略する。
FIG. 28 is a block diagram showing a configuration example of a recording apparatus having the same recording function as the recording / reproducing
図28の記録装置300は、第1リードソロモン符号化部261−1乃至第nリードソロモン符号化部261−nからなる符号化処理部260、並びに、記録部271および記録媒体272からなる記録処理部310を有する。記録装置300の符号化処理部260の外部より供給されたディジタル情報は、最初に、第1リードソロモン符号化部261−1において1次元目に関するリードソロモン符号化が行われる。続いて、その1次元目に関して符号化されたディジタル情報は、第2リードソロモン符号化部261−2乃至第nリードソロモン符号化部261−nの各部に順に供給され、各部において、2次元目乃至n次元目までの各次元目に関するリードソロモン符号が行われる。第nリードソロモン符号化部261−nによる符号化が終了すると、符号化処理部260は、符号化されたディジタル情報を記録処理部310に供給する。
The
記録処理部310は、符号化処理部260より供給された情報を記録媒体272に記録する記録部271、および、例えば光ディスク等の記録媒体272を含む。記録処理部310の記録部271は、符号化処理部260より供給されたディジタル情報をNRZI変換(NRZI符号化)するなどして記録媒体272に記録する。
The
すなわち、記録装置300は、図27の記録再生装置250と同様に、符号化処理部260においてディジタル情報をリードソロモン符号化し、記録処理部310の記録部271の制御により、そのリードソロモン符号化されたディジタル情報を記録媒体272に記録する。
That is, in the
このような記録装置300に対応する再生装置を図29に示す。なお、図27に示される場合と同様の部分については同一の符号を付しており、その説明を省略する。
A reproducing apparatus corresponding to such a
図29の再生装置350は、図28に示される記録装置300に対応する再生装置であり、第1リードソロモンSPA復号部281−1乃至第nリードソロモンSPA復号部281−nからなる復号処理部280、並びに、記録媒体272および再生部273からなる再生処理部360を有する。再生処理部360の再生部273は、記録媒体272に記録されているディジタル情報(リードソロモン符号化されたディジタル情報)を再生し、そのディジタル情報に施されたNRZI変換を元に戻し(復号し)、そのディジタル情報を復号処理部280に供給する。
A
復号処理部280は、第1リードソロモンSPA復号部281−1乃至第nリードソロモンSPA復号部281−nの各部において、再生部273より供給されたディジタル情報に対して、パリティ検査行列の各要素、行列を展開し、そのパリティ検査行列を低密度化して、各次元目に関するサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行う。その際、復号処理部280は、図29に示されるように、符号化処理部260の場合と逆に、まず、第nリードソロモンSPA復号部281−nにおいて第n次元目に関するサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理から行い、続いて、直列に接続される各リードソロモンSPA復号部において、それぞれ、n−1次元目、n−2次元目と順に次元数を下げるようにサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行い、最後に第1リードソロモンSPA復号部281−1において第1次元目に関するサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行う。復号処理部280は、このようにして復元した元のディジタル情報を再生装置350の外部に出力する。
The
このようにすることにより、復号処理部280は、容易に性能の良い復号処理を行うことができ、再生装置350は、より正確にディジタル情報の再生を行うことができる。また、復号処理部280は、パリティ検査行列を低密度化させる前に、パリティ検査行列の各要素、行列を展開するので、復号処理の演算コストを抑制することができる。
In this way, the
なお、以上においては、記録装置300は、リードソロモン符号を復号するように説明したが、これに限らず、例えば、BCH符号を復号するようにしてもよい。
In the above description, the
図30は、本発明を適用した、リードソロモン符号を用いて誤り訂正を行う誤り訂正システムを適用した記録再生装置の構成例を示すブロック図である。図30に示される記録再生装置400は、例えば、DVDレコードプレーヤ等のディジタル記録媒体記録再生装置である。なお、図27に示される場合と同様の部分については同一の符号を付しており、その説明を省略する。
FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example of a recording / reproducing apparatus to which an error correction system that performs error correction using a Reed-Solomon code, to which the present invention is applied, is applied. A recording / reproducing
図30の記録再生装置400は、外部より供給されたディジタル情報を、符号化処理部260において符号化し、記録再生処理部270において記録媒体272に記録する。また、記録再生装置400は、記録媒体272に記録されているディジタル情報を、記録再生処理部270において再生し、復号処理部410において復号処理を行って元のディジタル情報を取得し、その情報を外部に出力する。
In the recording / reproducing
復号処理部410は、符号化処理部260に対応する復号器であり、それぞれが、図27に示される復号処理部280と同様の構成であり、同様の復号処理を行う、直列に接続されたm個の復号部である第1復号部420−1乃至第m復号部420−mからなる。
The
第1復号部420−1は、図27の復号処理部280と同様に、符号化処理部260の第1リードソロモン符号化部261−1乃至第nリードソロモン符号化部261−nに対応し、各次元に関するリードソロモン符号に対して、サムプロダクトアルゴリズムによる復号を行う、直列に接続されたn個の復号部である第1リードソロモンSPA復号部421−1−1乃至第nリードソロモンSPA復号部421−1−nにより構成される。この第1リードソロモンSPA復号部421−1−1乃至第nリードソロモンSPA復号部421−1−nは、それぞれ、図20に示される復号装置150と基本的に同様の構成であり、基本的に同様の動作を行う。従って、これらの、第1リードソロモンSPA復号部421−1−1乃至第nリードソロモンSPA復号部421−1−nは、それぞれ、復号装置150の場合と同様に、図20のブロック図、および図21に示されるフローチャートを適用することができる。
The first decoding unit 420-1 corresponds to the first Reed-Solomon encoding unit 261-1 to the n-th Reed-Solomon encoding unit 261-n of the
第2復号部420−2乃至第m復号部420−mも、それぞれ、第1復号部420−1と同様の構成であり、第1復号部420−1と同様の動作を行う。例えば、第2復号部420−2は、直列に接続されたn個の復号部である第1リードソロモンSPA復号部421−2−1乃至第nリードソロモンSPA復号部421−2−nにより構成され、第m復号部420−mも直列に接続されたn個の復号部である第1リードソロモンSPA復号部421−m−1乃至第nリードソロモンSPA復号部421−m−nにより構成される。なお、これらの第2復号部420−2乃至第m復号部420−mを構成する第1リードソロモンSPA復号部乃至第nリードソロモンSPA復号部は全て、それぞれ、図20に示される復号装置150と基本的に同様の構成であり、基本的に同様の動作を行うので、それぞれ、復号装置150の場合と同様に、図20のブロック図、および図21に示されるフローチャートを適用することができる。
Each of the second decoding unit 420-2 to the m-th decoding unit 420-m has the same configuration as the first decoding unit 420-1, and performs the same operation as the first decoding unit 420-1. For example, the second decoding unit 420-2 includes first Reed-Solomon SPA decoding units 421-2-1 to 421-2-n, which are n decoding units connected in series. The m-th decoding unit 420-m is also composed of first Reed-Solomon SPA decoding unit 421-m-1 to n-th Reed-Solomon SPA decoding unit 421-mn that are n decoding units connected in series. The Note that all of the first Reed-Solomon SPA decoding unit to the n-th Reed-Solomon SPA decoding unit constituting the second decoding unit 420-2 to the m-th decoding unit 420-m are respectively decoding
復号処理部410は、まず、再生部273より供給されたディジタル情報に対して、第1復号部420−1の第1リードソロモンSPA復号部421−1−1乃至第nリードソロモンSPA復号部421−1−nの各部において、パリティ検査行列の各要素、行列を展開し、そのパリティ検査行列を低密度化して、各次元目に関するサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行う。
First, the
その際、第1復号部420−1は、符号化処理部260の場合と逆に、まず、第nリードソロモンSPA復号部421−1−nにおいて第n次元目に関するサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理から行い、続いて、直列に接続される各リードソロモンSPA復号部において、それぞれ、n−1次元目、n−2次元目と順に次元数を下げるようにサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行い、最後に第1リードソロモンSPA復号部421−1−1において第1次元目に関するサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行う。
In that case, contrary to the case of the
復号処理が終了すると、第1復号部420−1は、復号されたディジタル情報を第2復号部420−2に供給する。第2復号部420−2は、第1の復号部420−1の場合と同様に、第1リードソロモンSPA復号部421−2−1乃至第nリードソロモンSPA復号部421−2−nを用いて、次元数を1つずつ下げるような順番でサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行い、復号されたディジタル情報を次の復号部に供給する。このようにして、順に第m復号部420−mまで復号処理が続けられる。第m復号部420−mにおける復号処理が完了すると、復号処理部410は、復号されたディジタル情報を記録再生装置400の外部に出力する。
When the decoding process ends, the first decoding unit 420-1 supplies the decoded digital information to the second decoding unit 420-2. Similar to the first decoding unit 420-1, the second decoding unit 420-2 uses the first Reed-Solomon SPA decoding unit 421-2-1 to the n-th Reed-Solomon SPA decoding unit 421-2-n. Thus, the decoding process by the sum product algorithm is performed in the order of decreasing the number of dimensions one by one, and the decoded digital information is supplied to the next decoding unit. In this way, the decoding process is sequentially continued up to the m-th decoding unit 420-m. When the decoding process in the m-th decoding unit 420-m is completed, the
このようにすることにより、復号処理部410は、容易に性能の良い復号処理を行うことができ、記録再生装置400は、より正確にディジタル情報の記録および再生を行うことができる。また、復号処理部410は、パリティ検査行列を低密度化させる前に、パリティ検査行列の各要素、行列を展開するので、復号処理の演算コストを低く抑えることができる。
In this way, the
なお、以上においては、記録再生装置400は、リードソロモン符号を復号するように説明したが、これに限らず、例えば、BCH符号を復号するようにしてもよい。
In the above description, the recording / reproducing
なお、以上においては、ディジタル情報の記録および再生を行う記録再生装置の例について説明したが、この記録再生装置400の、ディジタル情報を記録媒体に記録する記録機能と、記録媒体に記録されているディジタル情報を再生する再生機能とが別体として構成されるようにしてもよい。その場合、図30の記録再生装置400と同様の記録機能を有する記録装置は、図28に示される記録装置300と同様の構成であり、同様の動作を行うので、図28のブロック図を適用することができ、その説明を省略する。
In the above, an example of a recording / reproducing apparatus that records and reproduces digital information has been described. However, the recording / reproducing
このような図30の記録再生装置400と同様の記録機能を有する記録装置である記録装置300に対応する再生装置を図31に示す。なお、図30に示される場合と同様の部分については同一の符号を付しており、その説明を省略する。
FIG. 31 shows a reproducing apparatus corresponding to the
図31の再生装置450は、図28に示される記録装置300に対応する再生装置であり、第1復号部420−1乃至第m復号部420−mからなる復号処理部410、並びに、記録媒体272および再生部273からなる再生処理部460を有する。再生装置450の再生部273は、記録媒体272に記録されているディジタル情報(リードソロモン符号化されたディジタル情報)を再生し、そのディジタル情報に施されたNRZI変換を元に戻し(復号し)、そのディジタル情報を復号処理部410に供給する。
31 is a playback device corresponding to the
復号処理部410は、まず、再生部273より供給されたディジタル情報に対して、第1復号部420−1において、パリティ検査行列の各要素、行列を展開し、そのパリティ検査行列を低密度化して、サムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を各次元に対して行う。続いて、復号処理部410は、ディジタル情報を、直列に接続される第2復号部420−2乃至420−mに、順に供給し、各部においてサムプロダクトアルゴリズムによる復号処理を行う。第m復号部420−mにおける復号処理が完了すると、復号処理部410は、復号されたディジタル情報を記録再生装置400の外部に出力する。
First, the
このようにすることにより、復号処理部410は、容易に性能の良い復号処理を行うことができ、再生装置450は、より正確にディジタル情報の再生を行うことができる。また、復号処理部410は、パリティ検査行列を低密度化させる前に、パリティ検査行列の各要素、行列を展開するので、復号処理の演算コストを抑制することができる。
In this way, the
なお、以上においては、BCH符号またはリードソロモン符号に対する復号に本発明を適用する場合について説明したが、これに限らず、本発明は、一般の線形符号であればどのような符号に対応する復号に本発明を適用するようにしてもよい。 In the above description, the case where the present invention is applied to the decoding of the BCH code or the Reed-Solomon code has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applicable to any code as long as it is a general linear code. You may make it apply this invention to.
また、以上においては、再生装置450は、リードソロモン符号を復号するように説明したが、これに限らず、例えば、BCH符号を復号するようにしてもよい。
In the above description, the
さらに、以上においては、例えば、図12に示される復号装置100、図20に示される復号装置150、図25に示されるリードソロモンSPA復号部234、図26に示されるリードソロモンSPA復号部244、図27に示される第1リードソロモンSPA復号部281−1乃至第nリードソロモンSPA復号部281−n、並びに、図30に示される第1復号部420−1乃至第m復号部420−mのような、本発明を適用した復号装置または復号部は、一般の線形符号に対する復号方法として、検査行列を低密度化し、その低密度化した検査行列を用いて、線形符号を復号するように説明したが、これに限らず、例えば、他の装置または他の処理部において、検査行列を予め低密度化しておくようにしてもよい。その場合、復号装置(または復号部)は、その予め低密度化された検査行列を用いて、符号化装置等より供給される線形符号の復号を行う。すなわち、例えば、図25に示される復号装置230、図26に示される復号装置240、図27に示される記録再生装置250、図29に示される再生装置350、図30に示される記録再生装置400、または、図31に示される再生装置450の外部において検査行列が予め低密度化されるようにし、各装置が、その予め低密度化された検査行列を用いて、供給される線形符号の復号を行うようにしてもよい。
Furthermore, in the above, for example, the
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。ソフトウエアにより実行される場合、上述した画像処理装置は、図32に示されるようなパーソナルコンピュータにより構成される。 The series of processes described above can be executed by hardware or can be executed by software. When executed by software, the above-described image processing apparatus is configured by a personal computer as shown in FIG.
図32において、パーソナルコンピュータ500のCPU(Central Processing Unit)501は、ROM(Read Only Memory)502に記憶されているプログラム、または記憶部513からRAM(Random Access Memory)503にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM503にはまた、CPU501が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
In FIG. 32, a CPU (Central Processing Unit) 501 of the
CPU501、ROM502、およびRAM503は、バス504を介して相互に接続されている。このバス504にはまた、入出力インタフェース510も接続されている。
The
入出力インタフェース510には、キーボード、マウスなどよりなる入力部511、CRT(Cathode Ray Tube)、LCD(Liquid Crystal display)などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部512、ハードディスクなどより構成される記憶部513、モデムなどより構成される通信部514が接続されている。通信部514は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。
The input /
入出力インタフェース510にはまた、必要に応じてドライブ515が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア921が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部513にインストールされる。
A drive 515 is connected to the input /
一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。 When a series of processing is executed by software, a program constituting the software is installed from a network or a recording medium.
この記録媒体は、図32に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク(フロッピディスクを含む)、光ディスク(CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む)、光磁気ディスク(MD(Mini-Disk)を含む)、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア521により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM502や、記憶部513に含まれるハードディスクなどで構成される。
As shown in FIG. 32, this recording medium is distributed to provide a program to the user separately from the apparatus main body, and includes a magnetic disk (including a floppy disk) on which the program is recorded, an optical disk (CD- It is not only composed of a
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。 In the present specification, the step of describing the program recorded on the recording medium is not limited to the processing performed in chronological order according to the described order, but is not necessarily performed in chronological order. It also includes processes that are executed individually.
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。 Further, in this specification, the system represents the entire apparatus constituted by a plurality of apparatuses.
100 復号装置,110 低密度化処理部, 111 線形結合計算部, 112 パリティ検査行列作成部, 113 判定処理部, 121 LDPC復号部, 161 展開処理部, 210 符号化装置, 230 復号装置, 231 通信処理部, 232 畳み込み復号部, 233 デインタリーバ, 234 リードソロモンSPA復号部, 240 復号装置, 244 リードソロモンSPA復号部, 245 インタリーバ, 250 記録再生装置, 260 符号化処理部, 270 記録再生処理部, 280 復号処理部, 281−1 第1リードソロモンSPA復号部, 300 記録装置, 310 記録処理部, 350 再生装置, 360 再生処理部, 400 記録再生装置, 410 復号処理部, 420−1 第1復号部, 420−1−1 第1リードソロモンSPA復号部, 450 再生装置, 460 再生処理部 DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算手段と、
前記線形結合計算手段により計算された前記線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、前記ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成手段と、
前記検査行列作成手段により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号手段と
を備えることを特徴とする復号装置。A linear code decoding device on ring R, comprising:
Linear combination calculation means for calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code ;
From the set of vectors obtained by the linear combination calculated by the linear combination calculation means, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and all the vectors of the vector subset are set as row components. A check matrix creating means for reducing the density of elements having a value of 1 by creating a new check matrix
A decoding device comprising: decoding means for decoding the linear code by a sum product algorithm using a new check matrix created by the check matrix creation means .
ことを特徴とする請求項1に記載の復号装置。The decoding apparatus according to claim 1, wherein the ring is a finite field based on a power of a prime number.
ことを特徴とする請求項2に記載の復号装置。The decoding apparatus according to claim 2, wherein the linear code includes a BCH code or a Reed-Solomon code on the finite field.
前記線形結合計算手段は、前記展開手段により展開された前記検査行列の各行の線形結合を計算する
ことを特徴とする請求項2に記載の復号装置。The check matrix on the finite field, further comprising a deployment means for deploying at a predetermined dimension on the part of the finite field,
The decoding apparatus according to claim 2 , wherein the linear combination calculation unit calculates a linear combination of each row of the parity check matrix expanded by the expansion unit.
前記線形結合計算手段は、前記軟判定復号手段により軟判定復号された前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する
ことを特徴とする請求項1に記載の復号装置。A soft decision decoding means for soft decision decoding the convolutionally encoded linear code;
The decoding apparatus according to claim 1, wherein the linear combination calculation unit calculates a linear combination of each row of the parity code check matrix soft-decided by the soft-decision decoding unit.
ことを特徴とする請求項5に記載の復号装置。The soft decision decoding by the soft decision decoding means, the calculation by the linear combination calculation means, the creation of a new check matrix by the check matrix creation means, and the decoding by the decoding means are repeatedly executed. Item 6. The decoding device according to Item 5 .
前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、
前記線形結合計算ステップの処理により計算された前記線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、前記ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、
前記検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップと
を含むことを特徴とする復号方法。A method for decoding a linear code on ring R, comprising:
A linear combination calculation step of calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code ;
From the vector set obtained by the linear combination calculated in the processing of the linear combination calculation, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and all vectors of the vector subset are processed. A parity check matrix creating step for reducing the density of elements having a value of 1 by creating a new parity check matrix as a component;
And a decoding step of decoding the linear code by a sum product algorithm using a new parity check matrix created by the processing of the parity check matrix creation step .
前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、
前記線形結合計算ステップの処理により計算された前記線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、前記ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、
前記検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。In a program for causing a computer to decode a linear code on the ring R,
A linear combination calculation step of calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code ;
From the vector set obtained by the linear combination calculated in the processing of the linear combination calculation, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and all vectors of the vector subset are processed. A parity check matrix creating step for reducing the density of elements having a value of 1 by creating a new parity check matrix as a component;
A program that causes a computer to execute processing including: a decoding step of decoding the linear code by a sum product algorithm using a new parity check matrix created by the processing of the parity check matrix creation step .
環R上の線形符号を前記記録媒体に記録する記録手段と、
前記記録手段により記録された前記線形符号を再生する再生手段と、
前記再生手段により再生された前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算手段と、
前記線形結合計算手段により計算された前記線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、前記ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成手段と、
前記検査行列作成手段により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号手段と
を備えることを特徴とする記録再生装置。A recording / reproducing apparatus for recording information on a recording medium and reproducing the information recorded on the recording medium,
Recording means for recording a linear code on the ring R on the recording medium;
Reproducing means for reproducing the linear code recorded by the recording means;
Linear combination calculation means for calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code reproduced by the reproduction means ;
From the set of vectors obtained by the linear combination calculated by the linear combination calculation means, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and all the vectors of the vector subset are set as row components. A check matrix creating means for reducing the density of elements having a value of 1 by creating a new check matrix
A recording / reproducing apparatus comprising: decoding means for decoding the linear code by a sum product algorithm using a new parity check matrix created by the parity check matrix creation means .
環R上の線形符号の、前記記録媒体への記録を制御する記録制御ステップと、
前記記録制御ステップの処理により記録が制御された前記線形符号の、再生を制御する再生制御ステップと、
前記再生制御ステップの処理により再生が制御された前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、
前記線形結合計算ステップの処理により計算された前記線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、前記ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、
前記検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップと
を含むことを特徴とする記録再生方法。A recording / reproducing method of a recording / reproducing apparatus for recording information on a recording medium and reproducing the information recorded on the recording medium,
A recording control step for controlling recording of the linear code on the ring R onto the recording medium;
A reproduction control step for controlling reproduction of the linear code whose recording is controlled by the processing of the recording control step;
A linear combination calculation step of calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code whose reproduction is controlled by the processing of the reproduction control step;
From the vector set obtained by the linear combination calculated in the processing of the linear combination calculation, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and all vectors of the vector subset are processed. A parity check matrix creating step for reducing the density of elements having a value of 1 by creating a new parity check matrix as a component;
And a decoding step of decoding the linear code by a sum product algorithm using the new parity check matrix created by the processing of the parity check matrix creation step .
環R上の線形符号の、前記記録媒体への記録を制御する記録制御ステップと、
前記記録制御ステップの処理により記録が制御された前記線形符号の、再生を制御する再生制御ステップと、
前記再生制御ステップの処理により再生が制御された前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、
前記線形結合計算ステップの処理により計算された前記線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、前記ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、
前記検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。In a program for recording information on a recording medium and causing a computer to perform processing for reproducing the information recorded on the recording medium,
A recording control step for controlling recording of the linear code on the ring R onto the recording medium;
A reproduction control step for controlling reproduction of the linear code whose recording is controlled by the processing of the recording control step;
A linear combination calculation step of calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code whose reproduction is controlled by the processing of the reproduction control step;
From the vector set obtained by the linear combination calculated in the processing of the linear combination calculation, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and all vectors of the vector subset are processed. A parity check matrix creating step for reducing the density of elements having a value of 1 by creating a new parity check matrix as a component;
A program that causes a computer to execute processing including: a decoding step of decoding the linear code by a sum product algorithm using a new parity check matrix created by the processing of the parity check matrix creation step .
前記記録媒体に記録された、環R上の線形符号を再生する再生手段と、
前記再生手段により再生された前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算手段と、
前記線形結合計算手段により計算された前記線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、前記ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成手段と、
前記検査行列作成手段により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号手段と
を備えることを特徴とする再生装置。A playback device for playing back information recorded on a recording medium,
Reproducing means for reproducing the linear code on the ring R recorded on the recording medium;
Linear combination calculation means for calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code reproduced by the reproduction means ;
From the set of vectors obtained by the linear combination calculated by the linear combination calculation means, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and all the vectors of the vector subset are set as row components. A check matrix creating means for reducing the density of elements having a value of 1 by creating a new check matrix
A playback apparatus comprising: decoding means for decoding the linear code by a sum product algorithm using a new check matrix created by the check matrix creation means .
前記記録媒体に記録された、環R上の線形符号の再生を制御する再生制御ステップと、
前記再生制御ステップの処理により再生が制御された前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、
前記線形結合計算ステップの処理により計算された前記線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、前記ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、
前記検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップと
を含むことを特徴とする再生方法。A playback method of a playback device for playing back information recorded on a recording medium,
A reproduction control step for controlling reproduction of a linear code recorded on the recording medium on the ring R;
A linear combination calculation step of calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code whose reproduction is controlled by the processing of the reproduction control step;
From the vector set obtained by the linear combination calculated in the processing of the linear combination calculation, a vector subset having a lower weight that extends the code complement space is extracted, and all vectors of the vector subset are processed. A parity check matrix creating step for reducing the density of elements having a value of 1 by creating a new parity check matrix as a component;
And a decoding step of decoding the linear code by a sum product algorithm using a new parity check matrix created by the processing of the parity check matrix creation step .
前記記録媒体に記録された、環R上の線形符号の再生を制御する再生制御ステップと、
前記再生制御ステップの処理により再生が制御された前記線形符号の検査行列の各行の線形結合を計算する線形結合計算ステップと、
前記線形結合計算ステップの処理により計算された前記線形結合によって得られるベクトルの集合の中から、符号補空間を張る、より重みの低いベクトル部分集合を抽出し、前記ベクトル部分集合の全ベクトルを行成分とする新たな検査行列を作成することにより、値が1である要素の密度を低密度化させる検査行列作成ステップと、
前記検査行列作成ステップの処理により作成された新たな検査行列を用いて、前記線形符号をサムプロダクトアルゴリズムにより復号する復号ステップと
を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。In a program for causing a computer to perform processing for reproducing information recorded on a recording medium,
A reproduction control step for controlling reproduction of a linear code recorded on the recording medium on the ring R;
A linear combination calculation step of calculating a linear combination of each row of the check matrix of the linear code whose reproduction is controlled by the processing of the reproduction control step;
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